ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ

Transkript

1 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ YÜKSEK LİSANS TEZİ ADANA BASENİ TERSİYER BİRİMLERİNDEN SEÇİLMİŞ KUMTAŞLARININ YÖNLERE BAĞLI DAYANIM VE DEFORMASYON ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI ADANA, 2007

2 ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ ADANA BASENİ TERSİYER BİRİMLERİNDEN SEÇİLMİŞ KUMTAŞLARININ YÖNLERE BAĞLI DAYANIM VE DEFORMASYON ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI YÜKSEK LİSANS TEZİ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Bu tez.../.../2007 Tarihinde Aşağıdaki Jüri Üyeleri Tarafından Oybirliği/Oyçokluğu ile Kabul Edilmiştir. İmza... İmza... İmza... Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN Prof. Dr. Aziz ERTUNÇ Doç. Dr. Harun SÖNMEZ DANIŞMAN ÜYE ÜYE Bu tez Enstitümüz Jeoloji Mühendisliği Anabilim Dalında Hazırlanmıştır. Kod No: Prof.Dr.Aziz ERTUNÇ Enstitü Müdürü İmza ve Mühür Bu çalışma Çukurova Üniversitesi Araştırma Fonu Tarafından Desteklenmiştir. Proje no:mmf2007yl5 Not: Bu tezde kullanılan özgün ve başka kaynaktan yapılan bildirişlerin, çizelge, şekil ve fotoğrafların kaynak gösterilmeden kullanımı, 5846 sayılı Fikir ve Sanat Eserleri Kanunu'ndaki hükümlere tabidir.

3 ÖZ YÜKSEK LİSANS TEZİ ADANA BASENİ TERSİYER BİRİMLERİNDEN SEÇİLMİŞ KUMTAŞLARININ YÖNLERE BAĞLI DAYANIM VE DEFORMASYON ÖZELLİKLERİNİN ARAŞTIRILMASI ÇUKUROVA ÜNİVERSİTESİ FEN BİLİMLERİ ENSTİTÜSÜ JEOLOJİ MÜHENDİSLİĞİ ANABİLİM DALI Danışman: Yrd.Doç.Dr. Tolga ÇAN Yıl: 2007, Sayfa: 115 Jüri: Yrd.Doç.Dr.Tolga ÇAN Prof.Dr. Aziz ERTUNÇ Doç.Dr. Harun SÖNMEZ Kayalarda anizotropi, kayacın sahip olduğu yönlü fabrik, mikroyapı ve mevcut süreksizliklerin etkisiyle dayanım ve deformasyon özelliklerinin yönlere göre değişiklik göstermesidir. Bu çalışmada Adana Baseni, Tersiyer istifine ait Cingöz formasyonundan seçilmiş 7 adet laminalı kumtaşı bloğu üzerinde dayanım ile statik ve dinamik deformasyon özelliklerinin yönlere bağlı olarak değişimi araştırılmıştır. Mineralojik ve petrografik değerlendirmeler sonucu seçilen numunelerin litik kumtaşı ve tane boyu sınıflamasına göre blokların çok ince (4), ince (1,2,3 ve 5) ve orta taneli (6-7) kumtaşı olduğu saptanmıştır. Kumtaşı bloklarından, laminalanma düzlemleri dikkate alınarak 0, 30, 45, 60 ve 90 derecelik yönelim açılarına sahip 310 adet karot numunesi alınmıştır. Fiziksel özelliklerden yoğunluk, porozite ve ağırlıkça su emme oranları belirlenmiştir. Statik ve dinamik özelliklerin belirlenmesi amacıyla, tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ), dolaylı çekme dayanımı (σ t ), statik deformasyon modülü (E st ) ve P (V p ) ile S (V s ) dalga hızlarına göre dinamik deformasyon modülü (E din ) parametrelerinin yönelim açısına (β) göre değişimleri incelenmiştir. Tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerine göre kumtaşlarının dayanım anizotropisi oranlarının (R c : σ cmax /σ cmin ) 1,27 2,07 arasında değiştiği ve zayıf-orta anizotropi derecelerine sahip olduğu belirlenmiştir. Deneylerlerden elde edilen σ c, E st, V p, V s, ve E din parametreleri arasında basit regresyon ilişkileri sonucu 0.83 ile 0.98 arasında değişen yüksek korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Ayrıca, tek eksenli sıkışma dayanımının yönelim açısı (β) ve yoğunluk (ρ) ile değişiminin dikkate alınarak kestirilmesine yönelik basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon modelleri ile değerlendirilmesi sonucu sırasıyla 0.96 ve 0.93 korelasyon katsayılarına sahip regresyon modelleri elde edilmiştir. Anahtar kelimeler: Kumtaşı, anizotropi, anizotropi oranı, regresyon, çoklu regresyon. I

4 ABSTRACT Msc. Thesis INVESTIGATION OF ANISOTROPIC STRENGTH AND DEFORMATION PROPERTIES OF THE SELECTED SANDSTONES FROM TERTIARY UNITS OF THE ADANA BASIN DEPARTMENT OF GEOLOGICAL ENGINEERING INSTITUTE OF NATURAL AND APPLIED SCIENCES UNIVERSITY OF ÇUKUROVA Supervisor: Assist.Prof.Dr. Tolga ÇAN Year:2007, Page: 115 Jury : Assist.Prof.Dr. Tolga ÇAN Prof.Dr. Aziz ERTUNÇ Assoc.Prof.Dr. Harun SÖNMEZ Rock anisotropy, may be defined as variation of the physical and mechanical behavior of the rocks with respect to the direction of the fabric such as foliation, stratification or jointing. In this study, the variation of anisotropic strength, static and dynamic properties of 7 laminated sandstone blocks, selected from the Cingöz formation of Tertiary sequence of the Adana Basin were investigated. According to the mineralogical and petrographic assessments, selected sandstones were classified as lithic sandstones representing very fine(block 4), fine (1,2,3 and 4) and medium (6-7) grained sandstones. 310 core samples were prepared with respect to the various lamination surfaces as 0, 30, 45, 60, and 90 degrees. Density, porosity and water absorption ratios were determined from the physical properties. Strength anisotropy characteristics were determined from unconfined compressive and indirect tensile tests. Static and dynamic deformation anisotropy characteristics were determined from elasticity modulus and sonic wave velocity tests, respectively. According to the uniaxial strength test results, the strength anisotropy ratio (R c : σ cmax /σ cmin ) values were found between referring to low and medium degree anisotropy. Simple regression relations among the uniaxial compressive strength, static and dynamic elasticity modulus, s and p-wave velocities were obtained depicting high coefficients of correlations varying between 0.83 and 0.98 Besides, the variation of uniaxial compressive strength regarding to the orientation angle and density were assessed based on simple and multiple non-linear regression models where coefficient of correlations were found 0.96 and 0.93, respectively. Keywords: Sandstone, anisotropy, anisotropy ratio, regression, multiple regression. II

5 TEŞEKKÜR Yüksek lisans tezimi hazırladığım sırada, görüşleri ve yapıcı eleştirileri ile beni yönlendiren, bana her türlü maddi ve manevi yardım ve kolaylığı gösteren danışman hocam Sayın Yrd.Dr.Tolga Çan a teşekkür ederim. Çalışmalarım sırasında bölüm imkanlarını kullanmamı sağlayan Ç.Ü. Müh- Mim. Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölüm Başkanımız Sayın Prof.Dr.Ulvi Can Ünlügenç e teşekkür ederim. Çalışmalarımda gerekli olan sonik hız deney aletini temin etmeme yardımcı olan Maden Mühendisliği Bölümü hocamız Sayın Prof.Dr.Adem Ersoy a teşekkür ederim. Kumtaşları üzerinde yaptığım petrografik ve mineralojik çalışmalar sırasında yardımlarını gördüğüm Sayın Prof.Dr.Kemal Gürbüz e teşekkür ederim. Çalışmamın çeşitli aşamalarındaki katkılarından dolayı Sayın Ertuğrul Çanakçı ve iş arkadaşlarım İbrahim Çelik, Mahmut Çömlek, Ural Yalçın a teşekkür ederim. Eğitim hayatım boyunca bana maddi ve manevi olarak sürekli destek olan sevgili AİLEME teşekkür ederim. III

6 İÇİNDEKİLER SAYFA NO ÖZ......I ABSTRACT... II TEŞEKKÜR... III İÇİNDEKİLER...IV ŞEKİLLER DİZİNİ...VI ÇİZELGELER DİZİNİ...IIX SİMGELER ve KISALTMALAR... X 1. GİRİŞ ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Genel Jeoloji ile İlgili Önceki Çalışmalar Kayalarda Anizotropi ile İlgili Önceki Çalışmalar Kayalarda Dayanım Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar Kayalarda Statik Deformasyon Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar Kayalarda Dinamik Özellik Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar MATERYAL ve METOD Materyal Metod ARAŞTIRMA BULGULARI Kumtaşlarının Petrografik ve Mineralojik Özellikleri Kumtaşlarının Fiziksel Özellikleri Kumtaşlarının Dayanım Anizotropisi Tek Eksenli Sıkışma Dayanımına Göre Dayanım Anizotropisi Dolaylı Çekme Dayanımına Göre Dayanım Anizotropisi Kumtaşlarının Deformasyon ve Dinamik Özellik Anizotropisi Statik Deformasyon Anizotropisi Dinamik Özellik Anizotropisi Kumtaşlarının Dayanım, Deformasyon ve Dinamik Özellikleri Arasındaki İlişkiler Anizotropik Kumtaşlarında Kesitirim Yöntemleri IV

7 Singh ve diğ. (1989) nin Önerdiği Kestirim Yöntemi Regresyon Yöntemleri ile Kestirim Basit Regresyon Yöntemleri ile Cingöz Formasyonu Kumtaşlarının Tek Eksenli Sıkışma Dayanımının Kestirilmesi Doğrusal Olmayan Çoklu Regresyon Yöntemleri ile Cingöz Formasyonu Kumtaşlarının Tek Eksenli Sıkışma Dayınımının kestirilmesi SONUÇLAR ve ÖNERİLER KAYNAKLAR ÖZGEÇMİŞ V

8 ŞEKİLLER DİZİNİ SAYFA Şekil 2.1. Adana Baseni yerbulduru haritası... 4 Şekil 2.2. Martinsburg arduvazında direnç-dilinim yönelimi ilişkisi Şekil 2.3. Yönelim açısı (β) nın gösterimi Şekil 2.4. Deneysel ile öngörülen (teorik) tek eksenli sıkışma dayanımı ve yönelim açısına göre değişimi Şekil 2.5. Kayalarda gözlenen anizotropi modelleri ve bu modeller için çizilen eğriler Şekil 2.6. Kayalarda gözlenen anizotropi tipleri Şekil 2.7. Birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşı örneğine ait W tipi dayanım anizotropisi eğrisi Şekil 2.8. Farklı yönelim açıları ile alınmış gözenekli riyolit karot örnekleri Şekil 2.9. Gözenekli riyolit kayacında yönelim açısına göre tek eksenli sıkışma dayanımının değişimi Şekil β / açısının gösterimi Şekil β / açısı ile dolaylı çekme dayanımının değişimi Şekil β / ve φ açısının gösterimi Şekil Birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşlarında 0, 45 ve 90 'lik yönelim açılarına sahip karotlar üzerinde yapılan deneyler sonucu elde edilen gerilme-birim deformasyon eğrileri Şekil Deformasyon modülünün tek eksenli sıkışma altında farklı yönelim açılarındaki değişimi Şekil Farklı yönelim açılarında tespit edilen birim deformasyon-gerilme eğrileri Şekil σ t, σ cji, σ cd ve σ p kritik gerilmeleri altında oluşan deformasyonlar ve bunların birbirleri ile olan ilişkisi Şekil Mikro kırık ve boşlukların deformasyon üzerindeki etkisi Şekil P (Basınç) ve S (Kesme) Dalgaları Şekil Sonik Hız ölçümlerinde kullanılan düzeneğin şematik gösterimi VI

9 Şekil Artan hücre basıncı altında dinamik deformasyon modülü ve poisson oranı arasındaki ilişki (Deliormanlı ve diğ, 2007) Şekil 3.1. Adana Baseni sedimanter istifine ait stratigrafik kesit Şekil 3.2. Adana Baseni kuzey kesimi Tersiyer fasiyes dağılım haritası Şekil 3.3. Yönlü karot alma makinesinin çalışma mekanizması Şekil 3.4. (a), (b) Yönlü karot ve silindirik numuneler Şekil 3.5. Laminalanma yüzeylerine göre 4 nolu (a) ve 6 nolu (b) numunelerden 0,30,45,60,90 lik yönelim açıları ile alınmış karot tipi numuneler Şekil 3.6. Dolaylı çekme dayanımı deney hücresi Şekil 3.7. Silindirik numunelerin dolaylı çekme dayanımı deney hücresi içindeki konumu Şekil 3.8. φ=0 yönelimli silindirik örnek Şekil 3.9. φ=45 yönelimli silindirik örnek Şekil Silindirik örneğin β / =0 konumda deney hücresi içine yerleştiriltiğini gösteren resim Şekil β / =0 de yenilmesi sağlanmış φ=60 yönelimli silindirik örnek Şekil Dolaylı çekme dayanımı hücresinin ELE ADR 2000 ( ) yükleme aleti içindeki konumu Şekil 4.1. Friedman&Sanders (1978) tane boyu ölçeği Şekil 4.2. Küresellik değerlendirmesinde kullanılan standart fotoğraflar Şekil 4.3. Çok ince (a), ince (b) ve orta taneli (c) kumtaşı bloklarının ince kesit görünümleri Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) bloklara ait ince kesit görüntüleri Şekil 4.5. İnce kesitlerde gözlenen ince uzamış mika Şekil 4.6. İnce kesitlerde gözlenen opak mineraller Şekil 4.7. İnce kesitlerde gözlenen fosil kırıntısı Şekil 4.8. Kumtaşı sınıflandırma üçgeni (Travis, 1970) Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta tek eksenli sıkışma dayanımının (T.S.D) yönelim açısı β ile değişimi VII

10 Şekil , 2, 3, 4, 5, 6 ve 7. bloklarda σ max değerine göre diğer yönelim açılarındaki yüzde dayanım azalışları Şekil β / ve φ açılarının tanımlaması Şekil β / 90 iken farklı φ açı değerlerinde uygulanan deney Şekil Çalışmada uygulanan yöntem Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta dolaylı çekme dayanımının (D.Ç.D) anizotropi açısı (φ) ile değişimi Şekil (a), 2. (b), 3. (c), 4. (d), 5. (e), 6. (f) ve 7. (g) blokta yönelim açısı ile statik deformasyon modülü arasındaki ilişki Şekil (a), 2. (b), 3. (c), 4. (d), 5. (e), 6. (f) ve 7. (g) blokta yönelim açısı ile dinamik deformasyon modülü arasındaki ilişki Şekil V p -V s, σ c -E st, σ c -V p, σ c -E din, E st -V p, E st -E din parametreleri arasındaki ilişkiler Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; Tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; Statik deformasyon modülü (E st ) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; P dalga hızı (V p ) Şekil Deneysel ve öngörülen değerler arasındaki ilişki; S dalga hızı (V s ) Şekil Deneysel ve öngörülen değerler arasındaki ilişki; Dinamik deformasyon modülü (E din ) Şekil σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu Şekil Normalize edilmiş σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu Şekil Deneysel ve tahmini tek eksenli sıkışma dayanımlarının çapraz korelasyon grafiği Şekil σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu Şekil σ c parametresine ait regresyon modelinin 3 boyutlu grafiği Şekil σ c parametresine ait 3 boyutlu artık grafiği Şekil Deneysel ve tahmini tek eksenli sıkışma dayanımlarının çapraz korelasyon grafiği VIII

11 ÇİZELGELER DİZİNİ SAYFA Çizelge 2.1. Anizotropi oranına göre kayaların sınıflandırılması ve bazı örnek kaya tipleri Çizelge 2.2. 'n' parametresine göre anizotropi sınıflandırma tablosu Çizelge 4.1. Araziden alınan bloklar üzerinde gözlenen yapısal özellikler Çizelge 4.2. Her bir bloğun tane boyu dağılım yüzdesi ve küresellik değerlendirmesi Çizelge 4.3. Tane boyu analizine ait istatistiksel sonuçlar Çizelge 4.4. Her bir bloğa ait mineralojik bileşim Çizelge 4.5. Kumtaşı bloklarının içerdiği kuvars, feldspat ve kaya parçası oranlarına göre Travis, 1970 e sınıflaması Çizelge 4.6. Kumtaşlarının fiziksel özellikleri Çizelge 4.7. Kumtaşlarında ölçülen tek eksenli sıkışma dayanımı deney sonuçları.. 61 Çizelge 4.8. Kumtaşı örneklerinde saptanan anizotropi oranları ve dereceleri Çizelge 4.9. Kumtaşlarında ölçülen dolaylı çekme dayanımı değerleri Çizelge Kumtaşlarında ölçülen teğetsel deformasyon modülleri Çizelge Kumtaşı örneklerinde saptanan deformasyon modülü oranları (E max /E min ) Çizelge Kumtaşlarında yapılan sonik hız deneylerinden elde edilen dalga hızları ve dinamik deformasyon modülleri Çizelge Kumtaşı blokları için hesaplanmış regresyon denklemleri Çizelge Yönelim açısı ve anizotropi derecesine göre elde edilen anizotropi düzeltme faktörleri Çizelge Basit regresyon modeline ait istatistiksel parametreler Çizelge Çoklu regresyon modeline ait istatistiksel parametreler IX

12 SİMGELER ve KISALTMALAR A : Singh ve diğ. (1989) un önerdiği kestirim denklemlerinde, 0,30 ve 90 lik yönelim değerlerinde elde edilen gerçek deney verilerinden hesaplanan sabit sayı AC : Asidik kaya parçası AR : Regresyon analizinde hata terimlerinin ortalamasını ifade eden istatistiksel ifade A w B BX c c eklem CR D : Ağırlıkça su emme oranı : Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim denklemlerinde, 0,30 ve 90 lik yönelim değerlerinde elde edilen gerçek deney verilerinden hesaplanan sabit sayı : Çapı 42,0 mm boyu 84,0-105,0 mm arasında değişen karot tipi : Kohezyon : Süreksizliğin kohezyonu : Karbonat kayaç parçası : Brazilian örneğinde çap D.Ç.D : Dolaylı çekme dayanımı DW : Regresyon analizinde ardaşık hata farklarının kare toplamının hata kareler toplamına oranlanmasıyla elde edilen istatistiksel ifade e : Regresyon analizinde tesadüfi olduğu varsayılan hata E : Deformasyon modülü (Young modülü) E 1 : Anizotropi düzlemine paralel yükleme durumundaki deformasyon modülü E 2 E din E dincj E max E min E st : Anizotropi düzlemine dik yükleme durumundaki deformasyon modülü : Dinamik deformasyon modülü : Öngörülen dinamik deformasyon modülü : En yüksek deformasyon modülü : En küçük deformasyon modülü : Statik deformasyon modülü X

13 E : Anizotropi düzlemine paralel yükleme durumundaki deformasyon modülü // E : Anizotropi düzlemine dik yükleme durumundaki deformasyon modülü E stcj E β F G G 1 : Öngörülen statik deformasyon modülü : β konumunda elde edilen deformasyon modülü : Brazilian deneyinde uygulan kuvvet : Rijitlik modülü : Anizotropi düzlemine paralel yükleme durumundaki rijitlik modülü G 2 KF ME MI MQ n NX OF OQ P P P cj PL P max P min : Anizotropi düzlemine dik yükleme durumundaki rijitlik modülü : Potasyumlu Feldspat : Metamorfik kayaç parçası : Mika : Monokristilen kuvars : Porozite : Çapı 54,7 mm boyu 109,4-136,8 mm arasında değişen karot tipi : Ofiyolitik kayaç parçası : Opak mineral : Basınç dalgası : Yoğunluk : Öngörülen P dalga hızı : Plajioklas : En yüksek basınç dalgası hızı : En küçük basınç dalgası hızı. P ort PQ R 2 Ra 2 R c : Ortalama basınç dalgası hızı : Polikristalen kuvars : Korelasyon katsayısı : Düzeltilmiş korelasyon katsayısı : Dayanım anizotropisi oranı RMSE : Regresyon analizinde hata kareleri toplamınının veri sayısına bölümünün karekökünü ifade eden istatistiksel ifade q : Dolaylı çekme dayanımında uygulanan basınç ile merkezde oluşan gerilme XI

14 arasındaki ilişkiyi veren katsayı S : Kesme dalgası S cj SR SEE SSE t : Öngörülen S dalga hızı : Regresyon analizinde hata terimlerinin toplamını ifade eden istatistiksel ifade : Regresyon analizinde tahminin standart hatasını ifade eden istatistiksel ifade : Regresyon analizinde hata kareleri toplamını ifade eden istatistiksel ifade : Brazilian örneğinin kalınlığı T.S.D : Tek eksenli sıkışma dayanımı V ave V A V L V max V min VO V p V s x j y j α β : Ortalama P dalgası hızı : Arazide ölçülen P dalga hızı : Laboratuvarda ölçülen P dalga hızı : Maksimum P dalgası hızı : En düşük P dalgası hızı : Volkanik kayaç parçası : Basınç dalgası hızı : Kesme dalgası hızı : Regresyon analizinde bağımsız değişken : Regresyon analizinde bağımlı değişken : Brazilian deneyinde basınç uygulanan yayın merkezi gören açısal değeri : Yönelim açısı β : Dolaylı çekme dayanımı deneyinde yönelim açısı φ : İçsel sürtünme açısı γ δ φ σ σ 1 σ 2 σ 3 σ c90 : Birim hacim ağırlık : Tek eksenli sıkışma dayanımının en küçük olduğu konum açısı : Dolaylı çekme dayanımı deneyinde anizotropi açısı : Normal gerilme : En büyük asal gerilme : Ortanca asal gerilme : En küçük asal gerilme : 90 lik yönelim açısında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı XII

15 σ cj σ cd σ cji σ cp σ c σ cd σ ci σ cmax σ cmin σ t σ tmin σ tmax σ p υ υ 1 υ 2 υ 3 υ din υ st : Öngörülen tek eksenli sıkışma dayanımı değeri : Kırılma Gerilimi : Kırılmaların gelişmeye başladığı andaki gerilme : Zirve Dayanımı : Tek sıkışma basınç dayanımı : Kırılma gerilimi : Kırılmaların gelişmeye başladığı gerilme : En büyük tek eksenli sıkışma dayanımı : En küçük tek eksenli sıkışma dayanımı : Dolaylı çekme dayanımı : En küçük dolaylı çekme dayanımı : En büyük dolaylı çekme dayanımı : Zirve dayanımı : Poisson oranı : Anizotropi düzlemine paralel yükleme durumunda ölçülen Poisson oranı : Anizotropi düzlemine dik yükleme durumunda ölçülen Poisson oranı : Anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme durumunda elde edilen birim boy değişimlerinin oranı : Dinamik Poisson oranı : Statik Poisson oranı ASTM : American Society for Testing and Materials. ISRM : International Society of Rock Mechanics. XIII

16 1. GİRİŞ 1. GİRİŞ Yaklaşık 16 km kalınlığındaki yer kabuğunun %95 ini magmatik ve metamorfik kayaların oluşturmasına rağmen yeryüzünde yüzeylemekte olan kayaların %75 i sedimanter kayalardır (West, 1995). Bu sebepten dolayı mühendislik projelerin çoğu bu kaya ortamlarında gerçekleştirilir. Yeraltında yapılan nükleer ve kimyasal atık depoları, enerji santralleri, sivil savunma amaçlı yeraltı açıklıkları, ulaşım tünelleri ve madenlerin çıkartılması aşamasında, emniyet ve ekonomikliği sağlamak amacıyla, ayrıntılı saha ve laboratuvar çalışmaları yapılarak jeomekanik parametrelerin belirlenmesi esastır. Fakat bilindiği gibi doğadaki jeolojik oluşumların büyük bir kısmı anizotropik bir özellik gösterir. Kayalarda anizotropi, yaygın olarak kayacı oluşturan minerallerin ve/veya tanelerin yönelimi sonucu oluşur. Anizotropi; kayacın etkilendiği gerilme ve deformasyonlara bağlı olarak foliasyon gösteren metamorfik, laminalı-ince tabakalı sedimanter ve akış ile mineral sıralanması gösteren magmatik kayalarda daha belirgin gözlenir. Bu sebepten tasarım projelerinin hazırlanması aşamasında anizotropi dikkate alınması gereken bir durumdur (Amadei, 1996). Amadei (1996), anizotropinin önemli olduğu başlıca mühendislik faaliyetlerini yerüstü ve yeraltı kazılarının duraylılığı, delme patlatma işleri, temellerin duraylılığı, petrol doğalgaz ve yer altı suyu akışı, sondaj kuyuların deformasyonu ve yenilmesi olarak sıralamıştır. Kaya ortamında iki türlü anizotropiden söz edilebilir. Bunlardan birincisi ve daha etkili olan, kayanın oluşum sürecinden itibaren etkilendiği gerilmelerin neticesinde oluşan süreksizliklerin neden olduğu kaya kütlelerindeki anizotropidir. İkincisi ise kayayı oluşturan malzemenin etkileşimi-sıralanımıyla oluşan bünyesel anizotropidir (Ramamurthy, 1993). Yapılan çalışmanın türüne bağlı olarak hangi tip anizotropinin etkileyici olduğu ortaya çıkar. Kayalarda mevcut olan (bünyesel) anizotropinin özellikleri, dayanım ve deformasyon anizotropisi olarak sınıflandırılmaktadır. Bu davranışların tanımlanmasında, kayacın sahip olduğu anizotropi düzlemleri (foliasyon, klivaj, ince laminalanma-tabakalanma, tanelerde sıralanma vb. gibi süreksizlikler) göz önününe 1

17 1. GİRİŞ alınarak dik, yatay ve değişik açılarda konumlandırılmış örneklere, dayanım ve deformasyon deneyleri uygulanır. Kayalarda dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerin anizotropi ile ilişkisini ortaya koymak özellikle; Lekhnitski (1963), Donath A. Fred (1964), Hobbs (1964), Hoek (1964), Mclamore ve Gray (1964, 1967), Akai (1971), Barla ve Innaurato (1973), Attewell ve Sandford (1974), Mccabe ve Koerner (1975), Jeager ve Cook (1976), Allirot ve Boehler (1979), Boreccki ve diğ. (1979), Kwasniewski (1983), Ramamurthy (1986, 1993, 2001), Rao ve diğ. (1986), Ramamurthy ve diğ. (1988, 1993, 1994, 2002), Singh (1988), Singh ve diğ. (1989), Wittke (1990), King ve diğ. (1991), Wu ve diğ. (1991), Amadei (1983, 1996, 1998), Brady ve Brown (1993), Jonhston ve Christensen (1993), Priest (1993), Worotnicki (1993), Mukerji ve Mavko (1994), Remi ve diğ. (1994), Hwong ve Nihei (1995), Chen ve diğ. (1996, 1998), Kumtepe (1996), Nassari ve diğ. (1996, 2003), Al-Harthi (1998), Çolak (1998), Ajalloeian ve Lashkaripour (2000), Exadaktylos (2001), Tien ve diğ (2001, 2006), Amadei ve Tonon (2002), Angabini (2002), Gatalier ve diğ. (2002), Matsukara ve diğ. (2002), Bayrak (2005), Corkum ve Martin (2007), Deliormanlı (2007), Hakala ve diğ. (2007) metamorfik, sedimanter ve magmatik kayalar üzerinde bir çok araştırma yapmışlardır. Bu araştırmaların detayları önceki çalışmalar bölümünde verilmiştir. Anizotropik özellik gösteren ortamlarda yapılan çalışmalarda, tasarım parametrelerinin gerçeğe yakın olarak belirlenmesi, projelerin uygulanması aşamasında olumsuz belirsizlikleri en aza indireceğinden, hem emniyet hem de ekonomiklik açısından çok önemlidir. Bu nedenle, Adana Baseni Cingöz formasyonu kumtaşı seviyelerinin hem mühendislik özelliklerinin belirlenmesi, hem de bu özelliklerin anizotropi ile ilişkisini ortaya koymak için yapılan bu çalışmada, kumtaşlarının tabakalanma ve laminalanmaya göre değişik yönlerdeki dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerin belirlenmesi amaçlanmıştır. Çalışmanın birinci bölümünde, dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerin anizotropi ile ilişkisini anlamak amacı ile literatürde yeralan önceki çalışmalar derlenmiştir. Bir sonraki aşamada ise kumtaşı örneklerinin petrografik ve minerolojik özelliklerinin belirlenmesi amacı ile ince kesit çalışmaları yapılmıştır. 2

18 1. GİRİŞ Kumtaşı örneklerinin yoğunluk (ρ), porozite (n) ve ağırlıkça su emme oranı (A w ) gibi fiziksel özelliklerin belirlenmesi için fiziksel deneyler yapılmıştır. Kumtaşlarında dinamik özelliklerin anizotropi ile olan ilişkisinin saptanması için 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açılarına sahip yönlü örnekler üzerinde sonik hız deneyleri yapılmıştır. Kumtaşlarında dayanım anizotropisinin cinsi, oranı ve derecesinin belirlenmesi için 0, 30, 45, 60, 90 lik yönelim açılarına sahip yönelim açılarına sahip örnekler üzerinde tek eksenli sıkışma deneyi yapılmıştır. Dayanım deneylerinden olan dolaylı çekme dayanımının anizotropi ile ilişkisini belirlemek amacı ile 0, 30, 45, 60, 90 lik yönelim açılarına sahip silindirik örnekler üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Yine kayaların statik deformasyon modüllerinin (E st ) yönelim açısı ile değişimini belirlemek amacıyla, statik deformasyon deneyleri yapılmıştır. Daha sonra her bir örnek için deneylerden elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ), statik deformasyon modülü (E st ), P dalga hızı (V p ), S dalga hızı (V s ) ve dinamik deformasyon modülü (E dn ) parametreleri arasındaki ilişkiler basit regresyon eşitlikleri ile ifade edilmiştir ve yüksek korelasyon katsayıları elde edilmiştir. Çalışmanın sonunda mekanik ve dinamik parametrelerini kestirmek için iki farklı kesitirim yönteminden yararlanılmıştır. İlk yöntemde σ c, E st, V p, V s ve E din parametrelerini değişik yönelim açılarında (β) kestirmek için Singh ve diğ. (1989) in önerdiği kestirim denklemleri hesaplanmış ve teorik eğriler çizdirilmiştir. Singh ve diğ. (1989) un önerdiği kestirim denklemlerinden teorik değerler hesaplanmış ve gerçek deney verileri ile uyumları incelenmiştir. Diğer bir kestirim yöntemi olarak regresyon yöntemlerinden yararlanılmıştır. σ c parametresinin kestirilmesine yönelik basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon yöntemlerinden yararlanılmış yüksek korelasyon katsayılarına sahip modeller oluşturulmuştur. 3

19 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR 2. ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Önceki çalışmalar başlığı, genel jeoloji ve anizotropi ile ilgili önceki çalışmalar olmak üzere iki ana başlık altında değerlendirilmiştir Genel Jeoloji ile İlgili Önceki Çalışmalar Adana Baseni; batıda Ecemiş fay kuşağı, kuzeyde Aladağlar, güneyde Akdeniz ve doğuda Ceyhan ilçesi arasında kalan bölgeyi içermektedir (Şekil 2.1). Günümüze kadar Adana Baseni ile ilgili, genel jeoloji, paleontoloji, stratigrafi, sedimantoloji ve tektonik gibi konularda birçok araştırmalar yapılmıştır. Şekil 2.1. Adana Baseni yerbulduru haritası (Usta ve Beyazçiçek, 2006 dan). Blumenthal (1941), Adana ile Niğde illeri arasında yapmış olduğu jeolojik etütler sonucunda bölgenin 1/ ölçekli jeoloji haritasını yapmıştır. Ternek (1957), Adana Basenini Alt-Miyosen yaşlı formasyonlar üzerinde ayrıntılı bir inceleme yaparak, bunların diğer formasyonlarla ilişkilerini incelemiş ve havzanın petrol olanaklarını araştırmıştır. 4

20 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Schmidt (1961), Adana Baseni genel stratigrafisi hakkında ilk sistemli çalışma araştırmacı tarafından hazırlanmıştır. Araştırmacının yılları arasında yapıtığı sistemli çalışmalar sonucunda 47 kaya stratigrafi birimi isimlendirilmiştir. Ayrıca bu çalışmalar, Bulgur Dağı petrol sahasının belirlenmesini sağlamıştır. Özer ve diğ. (1974), Antalya-Mut- Adana Neojen havzaları üzerine yaptıkları jeolojik etütlerde bu üç havzayı yapısal ve bölgesel özellikleri ile araştırıp deneştirmişlerdir. Öztümer ve diğ. (1974), Antalya-Mut ve Adana havzalarında biyostratigrafik çalışmalar yapmışlardır. Adana havzasında aldıkları Karaisalı-Adana kesiti sonucunda Güvenç formasyonunun Langiyen-Serravaliyen yaşında olduğunu ortaya koymuşlardır. İlker (1975), Adana Baseninin KB kesiminin jeolojisini inceleyerek bölgenin 1/ ölçekli jeoloji haritasını çıkarmış, havzanın petrol olanaklarını araştırmıştır. Görür (1980), Karaisalı kireçtaşını sedimantolojik yönden inceleyerek, altı alt fasiyese ayıklamıştır. Ayrıca Karaisalı kireçtaşının, Miyosen öncesi topografik yükseltiler üzerinde ve yakın çevresinde benkler şeklinde geliştiğini; çökelme ve onu izleyen evre içersinde biyolojik, fiziko-kimyasal, fiziksel işlevlerin etkisi altında bir takım değişikliklere uğradığını ortaya koymuştur. Üşenmez (1981), Belemedik yöresinde yapmış olduğu jeolojik çalışmalar ile bölgenin 1/ ölçekli jeoloji haritasını yapmıştır. Şaroğlu (1985), Orta Toroslar ile Orta Anadolu nun güneyinde Neotektonik dönemin Üst-Miyosen de başladığını ve Orta Torosların bugünkü yüksekliğine Orta Miyosen den sonra bir kıvrımlanma ile ulaştığını belirtmişdir. Nazik (1983), Güvenç formasyonunun planktonik foraminiferleri ile biyostratigrafik incelemesini yüksek lisans tezi olarak hazırlamış, biri Langiyen e diğeri de Serrevaliyen e karşılık gelen iki biyostratigrafik zon ayırtlamıştır. Yalçın ve Görür (1983), Adana Baseninin sedimantolojik evrimi üzerine yaptıkları çalışmada, havzadaki Neojen istifinin Burdigaliyen-Güncel zaman aralığında değişik fasiyeslerde çökeldiğini ve denizel çökelmenin Kuvaterner de büyük ölçüde sona ermiş olduğunu bildirmişlerdir. 5

21 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yetiş ve Demirkol (1984), Adana Baseninin KB temel stratigrafisine ilişkin gözlemlerinde, Maden Boğazı (Çamardı) dolayında denizel Lütesiyen mostralarının üzerine karasal Oligosen çökellerinin geldiğini böylece daha önce Burdigaliyen de çökeldiği bildirilen Gildirli formasyonunun Oligosen de belki de Üst Eosen de çökelmeye başlamış olabileceğini belirtmişlerdir. Gürbüz (1985), Cingöz formasyonu türbiditik kumtaşları üzerine yaptığı doktora çalışmasında, bu kumtaşlarını sedimantolojik ve petrografik açıdan ele alıp incelemiş ve özellikle kumtaşlarının provenansına (kaynak alanı) ışık tutmuştur. Bu formasyonu oluşturan iki adet denizaltı yelpazesinin varlığını ilk defa ortaya koymuş ve detaylı sedimantolojik özelliklerini açıklamıştır. Nazik ve Toker (1985), Miyosen yaşlı Güvenç formasyonu içerisindeki planktonik foraminiferlerin evrimini çalışmışlardır. Diğer yandan formasyon içerisindeki bentonik ve planktonik foraminiferlerin dağılımını ortaya çıkarmışlardır. Çalışmanın sonucunda derin deniz şeyllerinin içerisinde bazı sığ birimlerinde yer aldığını belirtmişlerdir. Abacı ve Yurtmen (1986), Karsantı formasyonu nun sedimanter, petrografik özelliklerini çalışmış ve bu formasyonun kaynak alanı olan dağ arası (intermontante) bölgenin Karsantı formasyonu nun kuzeyinde yer aldığını belirtmişlerdir. Lagap (1986), Adana nın KB sında yeralan Kıralan Karakılıç-Karaisalı dolaylarında yapmış olduğu yüksek lisans çalışmasında, Yerköprü ve Yellikaya formasyonlarını adlandırmıştır. Ünlügenç (1986), Kızıldağ Yayla (Adana) dolayının jeoloji incelemesi adlı yüksek lisans tez çalışmasında inceleme alanında farklı stratigrafik dizilim ve yapısal konum sunan Allokton ve Otokton birimleri ayırtlamıştır. Paraotokton konumlu birimleri; Permo-Karbonifer yaşlı Karahamzauşağı formasyonu, Mesozoyik yaşlı Demirkazık kireçtaşı ve Yavça formasyonu nun oluşturduğunu belirtmiştir. Allokton konumlu olduğu belirtilen ve ilk kez adlandırılan Kızıldağ Melanjı ile Faraşa Ofiyolitinin Alt-Mestrihtiyen sonrası bölgeye yerleştiğini belirtmiştir. Tersiyer e ait Otokton birimleri ise Oligosen-Alt Miyosen yaşlı Gildirli, Alt-Miyosen yaşlı Kaplankaya ve Orta-Miyosen yaşlı Karaisalı kireçtaşının oluşturduğunu bildirmiştir. 6

22 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Yetiş ve Demirkol (1986), Adana Baseni batı kesimi detay jeoloji etüdü isimli çalışmalarında, bölgede yer alan temel birimleri ve temel içerisindeki Allokton konumlu Üst-Kretase yaşlı Kızıldağ melanjı ve Faraşa ofiyolitinin yerleşimlerini incelemişlerdir. Karsantı formasyonunun yaşının, önceki çalışmaların aksine Oligosen-Miyosen değil, Üst-Miyosen olduğunu saptamışlardır. Karsantı arenitleri detritik malzemesinin bazik-ultrabazik kayalarca zengin (Toros Ofiyolitik yitilme karmaşığı) bir provenanstan türediği ve Yay-Hendek bölgesi yakın çevresinde çökeldiğini ortaya koymuşlardır. Yetiş ve diğ. (1986), Tortoniyen yaşında olduğu bildirilen Kuzgun formasyonunun başlıca alüvyal örgülü nehir nitelikli dönemler ile sığ denizel çökellerden oluşan iki bölüme ayrıldığını belirtmişlerdir. Gökçen ve diğ. (1987), Misis yapısal yükseliminin gelişimini incelemişlerdir. Misis Bölgesi türbiditik serilerinin evrimi incelemek için jeokimyasal, yapısal ve sedimanter petrografik incelemelerde bulunmuşlardır. Araştırmacılar Misis kompleksi ve Adana Baseni (Adana ve İskenderun Baseni) için Perisutural Kıtaönü Basen modelini önermişlerdir. Yetiş (1988), Adana Baseninin Tersiyer (Oligosen - Pliyosen) stratigrafisini yeniden düzenlemiştir. Daha önce tanımlanan litostratigrafik birimlerin yeniden gözden geçirilmesini önermiştir. Ayrıca Adana Baseni (Cingöz formasyonu) Tersiyer serilerindeki türbiditik istiflerde ayrıntılı çalışmaların yetersizliğini belirtmiştir. Schmidt in Kuzgun formasyonu, Memişli formasyonu ve Salbaş Tüf Üyesi olarak adlandırdığı birimleri, Kuzgun formasyonu olarak yeniden tanımlamıştır. Ünlügenç ve Demirkol (1988), Adana İlinin KB sında yer alan Kızıldağ- Yayla dolaylarında yaptıkları çalışmalarda, Karahamzauşağı formasyonu ile Üst- Kretase yaşlı Kızıldağ melanjını ayırtlayarak adlandırmışlardır. Kızıldağ melanjı ile Faraşa ofiyolitinin Allokton olduğunu, Kızıldağ melanjının Cilgürliz sürüklenimi, Faraşa ofiyolitinin ise Gerdağı sürüklenimi ile Üst Mestrihtiyen ve sonrasında bölgeye yerleştiğini saptamışlardır. Ayrıca Demirkazık formasyonu ile Karahamzauşağı formasyonu üzerine gelen Tersiyer çökelleri arasında açısal uyumsuzlukların var olduğunu tespit etmişlerdir. 7

23 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Ünlügenç ve diğ. (1990), Adana Baseninin tektono stratigrafik gelişimi ile ilgili çalışmalar yapmış ve stratigrafik olarak yeni bazı fikirler ortaya sürmüşlerdir. Araştırmacılar özellikle Yetiş (1981) tarafından ortaya atılan bazı litostratigrafik görüşlere karşı çıkmışlardır. Kaplankaya ve Güvenç formasyonlarının doğal ve stratigrafik konumları konusunda farklı görüşler arz etmişlerdir. Nazik ve Gürbüz (1992), Cingöz formasyonunda yaptıkları paleontolojik inceleme sonucunda 14 planktonik foraminifer türü ve bunların yayılımı ile 3 biyozon ayırtlamışlardır. Bu bulgular sonucunda formasyon yaşının Üst Burdigaliyen-Serravaliyen olduğunu tespit etmişlerdir. Gürbüz ve Kelling (1993), Adana Baseni Cingöz formasyonu türbiditik kumtaşlarının provenansına tespitine yönelik yaptıkları çalışmalarında, Dickonson (1983) diyagramlarıyla Molinaroli nin (1985) DFA testini uygulayarak her iki yöntemi karşılaştırmışlardır. Bu tür provenans çalışmalarında Molinaroli nin DFA tekniğinin daha başarılı olduğunu tespit etmişlerdir. Sonuçta iki adet denizaltı yelpazesi şeklinde tanımladıkları denizaltı yelpazelerinden, batıdakinin kuzeybatıdan, doğudaki yelpazenin ise kuzeyden taşındığını tespit etmişlerdir. Ayrıca Dickinson (1983) yönteminin yalnız başına kullanılmasının bazı provenans çalışmalarında yeterli olmadığını belirtmişlerdir. Provenans tespit çalışmalarında verilerin kimyasal bulgular ve ağır mineral çalışmaları ile desteklenmesi gerektiğini savunmuşlardır. Ünlügenç ve diğ. (1993), Adana Baseni nin K-KD sunda yer alan Karsantı bölgesi ve dolaylarında yaptıkları stratigrafik, sedimantolojik ve paleontolojik çalışmalar sonucunda; inceleme alanında yüzeyleyen kırıntılı istifin Alt-Üst Oligosen sırasında, Adana Baseninin oluşumu öncesinde dağlar arası bir bölgede küçük bir basen içerisinde çökeldiğini saptamışlardır. Alt Oligosen sırasında bölgenin sığ bir deniz ortamında çökelimini sürdüğü, Üst Oligosen de ise havzanın sübsidans ve tektonizma etkisi ile güney sınırının normal faylanmalar sonucu düştüğünü belirtmişlerdir. Özçelik ve Yetiş (1994), Adana Baseni Güvenç formasyonunun fasiyes ve ortamsal niteliklerini belirlemeye yönelik yaptıkları çalışmalarında birimin resif ilerisi şeyllerle başlayıp, basenin göreceli derinleşmesine bağlı olarak derin denizel 8

24 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR şeyllere ve üste doğru ise Adana Baseni nin bölgesel ölçekteki sığlaşmasına bağlı olarak regresif dönemi karakterize eden kırıntılı sediman oranının artması ile sığ deniz çökellerine geçtiğini tespit etmişlerdir. Usta ve Yetiş (1994), Kuşçular Belemedik (KB Adana) alanının stratigrafisini açıklamışlardır. Yılmaz (1997), Cingöz formasyonu türbidit kumtaşlarının ağır mineral analizi ve provenansını, yüksek lisans tezi olarak çalışmıştır. Ünlügenç ve Şafak (1998), Adana Baseni Tortoniyen tortulları ve resif gelişimini incelemiştir. Gürbüz ve Ünlügenç (2000), Cingöz formasyonu denizaltı yelpazelerinde alt yelpaze/basen düzlüğü sedimanları üzerinde yer alan ince taneli kırıntılı istif üzerine gelen bölümün önceki araştırmalarda belirtildiği gibi türbiditler olmadığı; kıyı ötesinde gelişmiş olan kumca zengin fırtına sedimanları olduğunu belirtmişlerdir. Öğrünç ve diğ. (2000), Adana Basenini Üst Miyosen Pliyosen istifindeki çökellerinin, Messiniyen tuzluluk krizi sırasında ve sonrasındaki stratigrafisi ve paleoekolojisini incelemişlerdir. Demircan ve Toker (2003, 2004), Adana Baseni Cingöz formasyonu doğu ve batı yelpazesinin iz fosillerini incelemişlerdir. Avşar ve diğ. (2006), Adana Baseni Neojen istifinde çeşitli paleontolojik ve ortamsal çalışmalar yapmıştır Kayalarda Anizotropi ile İlgili Önceki Çalışmalar Kayalarda anizotropi ile ilgili önceki çalışmalar, kayalarda dayanım anizotropisi, deformasyon ve dinamik özellik anizotropisi ile ilgili önceki çalışmalar olmak üzere 3 alt başlık altında sunulmuştur Kayalarda Dayanım Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar Bir kayacın sahip olduğu mekanik ve dinamik özelliklerin yönlü değişim göstermesi anizotropi olarak tanımlanır. Sağlam kaya, nadiren izotropik olmaktadır. Genel olarak sağlam metamorfik kayalar magmatik ve sedimanter kayalardan daha 9

25 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR şiddetli anizotropik davranış gösterirler. Sedimanter kayalar, depolanma esnasında gelişen farklı tabakalarda farklı mineral kompozizyonu oluşumuna bağlı olarak gelişen özellikler nedeni ile anizotropik yapı kazanırlar. Metamorfik kayalar ise ısı ve basınç altında oluşumları sırasında kazandıkları foliasyon vb. gibi yapılar nedeniyle anizotropik yapı kazanır ve daha şiddetli anizotropik özellik sunar. Magmatik kayalar ise akış sırasında kazandıkları mineral dizilimlerine bağlı olarak anizotropik özellik sunabilir (Ramamurthy, 1993). Donath A. Fred (1964), anizotropinin dayanım üzerindeki etkisini araştırmak için düzlemsel foliasyonları mükemmel gelişmiş olan sleytlerde dayanım deneyleri yapmıştır. Araştırmacı 0-90 ye kadar 15 er derece artışlar ile hazırladığı numuneler üzerinde yaptığı deneylerde, en yüksek basınç direncinin 90 de oluştuğunu tespit etmiştir. Benzer şekilde 0 ve 75 lik yönlenimlerde de basınç direncinin yüksek olduğunu belirtmiştir (Şekil 2.2). Diğer yönden, bütün yönelimlerdeki yenilmelerin ya dilinim yüzeyleri boyunca ya da bunlara hemen hemen paralel yönlerde geliştiğini belirtmiştir. Şekil 2.2. Martinsburg arduvazında direnç-dilinim yönelimi ilişkisi (Donath A. Fred, 1964). Mclamore ve Gray (1964), kayaların bir ya da daha fazla düzlem tarafından kesilmesi durumunda ve örneklerin bu düzlemler boyunca kırılması halinde U tipi 10

26 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR anizotropi görüleceğini ve en yüksek tek eksenli sıkışma dayanımı değerinin β=90 de gerçekleştiğini belirtmişlerdir. Mclamore ve Gray (1967), kayalardaki anizotropiyi kökensel olarak sınıflandırmıştır. Buna göre anizotropi: (i) düzlemsel tip anizotropi ve (ii) çizgisel tip anizotropi olarak değerlendirilir. Düzlemsel tip anizotropi, şist ve sleyt gibi kayalarda klivaj veya şistozitenin etkisi ile meydana gelir. Çizgisel tip anizotropi ise, klivaj veya şistozite olmaksızın tabakalanma düzlemleri ile ilgilidir. Çizgisel tip anizotropide kaya malzemesinin tabakalanmaya bağlı dizilimi önem kazanmaktadır. Attewell ve Sandford (1974), sleytler üzerinde yaptıkları deneylerde tek eksenli sıkışma dayanımı sonuçlarına dayanarak elde ettikleri verilerde, en düşük basınç dayanımın her zaman β=30 de gerçekleştiğini belirtmiştir. Jeager ve Cook (1976), kayaların hiçbir süreksizlik düzlemi içermeseler bile, oluşumları sırasında kazandıkları bünyesel özelliklere bağlı olarak, anizotropik özellik gösterebileceğini vurgulamıştır. Anizotropinin tanımlanması için, dayanımın konum açısına göre değişiminin saptanması gerektiğini belirtmişlerdir. Yönelim açısını (β), anizotropi düzleminin düşey ile yaptığı dar açı olarak tanımlamışlardır (Şekil 2.3). Şekil 2.3. Yönelim açısı (β) nın gösterimi. Singh ve diğ. (1989), malzeme dizilimi, eklem, tabakalanma, foliasyon ve klivaj gibi bünyesel unsurlar içeren kayalarda en yüksek basınç dayanımının β= 0 ve 11

27 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR β= 90 lik yönelim açılarında gerçekleştiğini, en düşük değerlerin ise β=30 ya da (45-φ )/2 de oluştuğunu belirtmişlerdir (φ ; kaya bünyesindeki gevrek, çatlak veya kayma düzlemlerinin içsel sürtünme açısıdır). Ayrıca anizotropinin tanımlamasında, 0-90 arasındaki değişik konum açılarında elde edilen basınç dayanımı değerlerinden, 90 deki basınç dayanımının (σ c90 ), elde edilen en düşük basınç dayanımına (σ cmin ) oranlamasının (R c ) kullanılabileceğini belirmişlerdir (Çizelge 2.1) Çizelge 2.1. Anizotropi oranına göre kayaların sınıflandırılması ve bazı örnek kaya tipleri (Singh ve diğ, 1989). Anizotropi Oranı Anizotropi Tanımı Örnek Kaya Tipi (R c ) (σ c90 /σ cmin ) 1,0-1,1 İzotropik Kumtaşı, Kireçtaşı, Dolomit 1,1-2,0 Düşük Anizotropi Kumtaşı, Şeyl 2,0-4,0 Orta Anizotropi Şeyl-Sleyt-Fillit 4,0-6,0 Yüksek Anizotropi Sleyt ve Fillit >6,0 Çok Yüksek Anizotropi Araştırmacılar ayrıca U tipi anizotropi gösteren kayalarda, 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarındaki tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerinin bilinmesi koşulunda, diğer β açılarına karşılık gelen σ c değerlerinin tahmin edilebileceğini vurgulamış ve bu durumu aşağıdaki eşitlik ile açıklamıştır. σ cj = A B [cos2(δ-β)] (2.1) Burada, σ cj ; 0, 30 ve 90 dışındaki herhangi bir yönelim açısındaki öngörülen (teorik) tek eksenli sıkışma dayanımını, δ; tek eksenli sıkışma dayanımının en küçük olduğu yönelim açısı değerini (genellikle 30 olarak kabul edilmektedir), β; basınç dayanımı değerinin bulunması istenen yönelim açısı değerini, A ve B ise, kaya örneği için belirlenebilen katsayıları ifade etmektedir. Bu katsayılar, β=0 ve β=30, β=30 ve β=90 deki (0 β δ ve δ β 90 ) tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri kullanılarak hesaplanabilmektedir. Araştırmacıların önerdiği kestirim denklemlerinin hesaplanmasında sadece 0,30 ve 90 lik yönelim 12

28 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR açılarındaki deney verileri kullanıldığından bazı durumlarda ara yönelim değerlerinde büyük hatalara sebebiyet verebilmektedir. Yine genelleştirme yapılamaması ve sadece bir deney grubu için kullanılabildiği için resgresyon modelleri ile yapılan kestirim yöntemlerine göre kullanışlı değildir. Singh ve ark. (1989), fillitler üzerinde yaptıkları çalışmada, tek eksenli sıkışma dayanımı ve yönelim açısı arasında çizilen eğrinin şekline göre U tipi anizotropi görüldüğünü belirtmiştir (Şekil 2.4). Şekil 2.4. Deneysel ile öngörülen (teorik) tek eksenli sıkışma dayanımı ve yönelim açısına göre değişimi ( Singh ve diğ.1989). Priest (1993) ve Brady ve Brown (1993), anizotropi oranının tespit edilmesinde σ c90 yerine σ cmax değerinin kullanılmasının daha doğru bir sonuç vereceğini belirtmiştir. Araştırmacılar buna neden olarak, en yüksek basınç dayanımın her zaman β=90 olduğu durumda gerçekleşmediğini, bazı durumlarda β=90 den farklı değerlerde de gerçekleşebileceğini göstermişlerdir. Örnek olarak omuz tipi anizotropi gösteren kumtaşlarında ve volkanik cam kümeleri içeren 13

29 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR volkanik kayaçlarda en yüksek basınç dayanımı genellikle yönelimin 0 olduğu durumda ortaya çıkmaktadır. Ramamurthy (1993), kayaların gerilmeler altındaki davranışlarının, mineral dizilimlerine bağlı olduğunu ve kaya malzemesinin tek eksenli sıkışma altındaki yenilme şeklinin, tek bir yenilme düzlemi ve çoklu yenilme düzlemleri için farklı olduğunu belirtmiştir (Şekil 2.5). Şekil 2.5. Kayalarda gözlenen anizotropi modelleri ve bu modeller için çizilen eğriler (Ramamurthy, 1993). Ayrıca konum açısı β ile tek eksenli sıkışma dayanımı arasında çizilen eğrinin şeklinin, dayanım anizotropisinin doğasını tanımladığını belirtmiştir. Araştırmacı ayrıca elde edilen eğrinin şekli değerlendirilerek maksimum ve minimum basınç değerleri ve kritik konum açılarının belirlenebileceğini vurgulamıştır. Araştırmacı basınç dayanımı ve konum açısı arasında çizilen eğrinin şekline göre üç tip anizotropiden bahsedilebileceğini belirtmiştir. Bunları; U tipi dayanım anizotropisi, omuz tipi dayanım anizotropisi ve dalgalı tip dayanım anizotropisi olarak sınıflandırmıştır. Araştırmacı U tipi anizotropide, en yüksek tek eksenli sıkışma dayanımının (σ cmax ) β nın 90 e olduğu durumda, en düşük tek eksenli sıkışma dayanımının (σ cmin ) ise yaklaşık olarak β=30 de gerçekleştiğini belirtmiştir. Bu tip 14

30 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR anizotropinin daha çok paralel olarak foliasyon ve yapraklanma gösteren metamorfik türü kayalarda görüldüğü vurgulamıştır. Omuz tipi anizotropinin ise genellikle, tabakalanma gösteren kayalarda görüldüğünü, β nın düşük ve yüksek değerlerinde dayanımın hemen hemen sabit kaldığını belirtmiştir. Yine bu tip kayalarda σ cmin değerinin β nın arasında gerçekleştiğini belirmiştir. Araştırmacı ayrıca dalgalı tip anizotropinin ise daha çok diatomit ve kömür gibi biyokimyasal kayalar yanında çok sayıda süreksizliğin geliştiği kayalarda görüldüğünü belirtmiştir. Burada σ cmax değerinin, β nın 90 e olduğu, σ cmin değerinin ise β nın 30 olduğu durumda ortaya çıktığını belirtmiştir (Şekil 2.6). Şekil 2.6. Kayalarda gözlenen anizotropi tipleri (Ramamurthy, 1993). Al-Harthi (1998), kumtaşları üzerinde yaptığı çalışmalarda, kumtaşların anizotropik özelliklerinin şekillenmesinde en önemli faktörün depolanma sırasında kazandığı laminalanma, tane sıralanımı ve mikrofissür gibi süreksizlikler olduğunu belirtmiştir. Diğer yandan kayaların birbirine dik iki adet süreksizlik düzlemi 15

31 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR içermesi halinde oluşacak anizotropi eğirisinin biçimin değişeceğini ve birbirine dik iki süreksizlik takımı içeren kayalarda bu eğirinin şeklinin genellikle W şeklinde olacağını belirtmiştir (Şekil 2.7). Şekil 2.7. Birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşı örneğine ait W tipi dayanım anizotropisi eğrisi (Al-Harthy, 1998). Çolak (1998), kumtaşları, siltaşları ve kiltaşları üzerinde yaptığı doktora çalışmasında kumtaşlarında anizotropik özelliklerin şekillenmesinde laminalanmanın çok önemli bir faktör olduğunu belirtmiştir. Laminalanma göstermeyen veya belirgin laminalanmasız yapı sunan kumtaşlarının izotropik bir yapıya yaklaştığını belirtmiştir. Diğer yandan kumtaşlarında düşük derece anizotropi görülürken, siltaşı ve kiltaşlarında ise orta derece anizotropi görüldüğünü belirtmiştir. Kumtaşları üzerinde gözlenen yenilmelerin nadiren laminalanma yüzeyi boyunca olduğunu siltaşı ve kiltaşlarında ise yenilmelerin laminalanma yüzeyleri boyunca olduğunu belirtmiştir. Ajalloeian ve Lashkaripour (2000), yapraklanma gösteren silttaşı ve çamurtaşları üzerinde yaptıkları deneylerde, bu tip kayaların kumtaşlarına göre daha şiddetli anizotropik bir davranış gösterdiğini belirtmişlerdir. Silttaşları ve çamurtaşlarının orta derecede anizotropik özellik gösterdiğini belirmiştir. Yönelim 16

32 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR açısı (β) ile tek eksenli sıkışma dayanımı arasında çizilen eğrilerin iki kaya tipi için de U tipi olduğunu belirmişlerdir. Matsukara ve diğ. (2002), kayacın mikroyapısal özelliklerine bağlı olarak anizotropik özelliklerin önemli ölçüde değiştiğini belirtmek için riyolit cinsi kayalar üzerinde birçok deney yapmışlardır. Deneyler için 0 den 90 ye kadar 15 lik artışlarla numuler almışlardır (Şekil 2.8). Şekil 2.8. Farklı yönelim açıları ile alınmış gözenekli riyolit karot örnekleri (Matsukura ve diğ, 2002). Yaptıkları deneylerde en yüksek basınç dayanımı değerlerinin β=0 de, en düşük basınç dayanımı değerlerinin ise β=90 ve β=60 arasında gerçekleştiğini tespit etmiştir (Şekil 2.9). Araştırmacılar bu normal olmayan durumunun kayacın mikroyapısı ile ilgili olduğunu belirtmişlerdir. Araştırmacılar bu durumu riyolitin içinde kümelenmiş olan cam sütunlarının düşey kuvvetlere karşı düşük dayanım göstermesi olarak açıklamışlardır. 17

33 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şekil 2.9. Gözenekli riyolit kayacında yönelim açısına göre tek eksenli sıkışma dayanımının değişimi (Matsukura ve diğ., 2002). Bayrak (2005), Niğde masifi temel kayaların anizotropik dayanım ve deformasyon özelliklerinin incelenmesi isimli yüksek lisans çalışmasında, şist ve metagabro kayaları üzerinde yaptığı tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerinde σ max değerinin her zaman β nın 90, σ min değerinin ise β nın 30 e olduğu durumda ortaya çıktığını belirtmiştir. Şist ve metagabrolarda U tipi dayanım anizotropisinin görüldüğünü belirtmiştir. Diğer yandan şistlerin orta ve yüksek derece dayanım anizotropisi gösterirdiği metagabroların ise daha düşük anizotropi oranı değerlerine sahip olduğunu belirtmiştir. Tien ve diğ (2006), değişik oranlarda kaolinit ve çimento içeren iki farklı malzemeden oluşan ve özel olarak transversal anizotropik takliti olarak hazırlanmış yapay örnekler üzerinde yaptıkları araştırmalarda, tek eksenli sıkışma dayanımı altında gerçekleşen yenilmelerde, yenilmenin β nın 15 ve 45 arasında süreksizlik boyunca gerçekleştiğini belirtmişlerdir. 18

34 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Anizotropik dayanım özelliklerinin belirlenmesinde bir diğer deneyde Brazilian (dolaylı çekme dayımı) deneyidir. Dolaylı çekme dayanımı deneyinin uygulanmasında araştırmacıların ilgi gösterdiği en önemli konu anizotropik özellik gösteren kayaların yenilme davranışları olmuştur. Hondros (1959), disk şeklindeki elastik izotropik bir malzemeye F yükü uygulandığında disk yüzeyinde oluşan gerilmenin aşağıdaki eşitlik yardımı ile bulunabileceğini belirtmiştir. F P = αdt D: Örnek çapı (mm) t: Örnek kalınlığı (mm) (2.2) α: Brazilian deneyinde basınç uygulanan yayın merkezi gören açısal değeri Bu gerilme değerinin hesaplaması sonucunda, diskin merkezinde oluşacak düşey konumlu basınç ve yatay konumlu çekme gerilmelerinin de aşağıdaki eşitlikler ile hesaplanabileceğini belirtmiştir. 2P σ x = ( sin 2α α ) (düşey) (2.3) π 2P σ y = ( sin 2α + α ) (yatay) (2.4) π α radyan cinsinden olmalıdır. Dolaylı çekme dayanımı aletine uygun olarak, 2α, 10 alındığında, disk şeklindeki örneğin merkezinde oluşan basınç ve çekme gerilmelerinin oranı (σ x / σ y ), 3,02 olarak elde edilmiştir. Hobbs (1964), ortası delikli diskler üzerinde yaptığı çalışmalarda, β / açısı (Şekil 2.10) ile dolaylı çekme dayanımı arasındaki ilişkiyi incelemiştir. Çalışmalarında disklerde enine kesit alanında yataya göre oluşan açılara (β / ) göre 0 den 90 ye kadar 15 lik artışlar ile değişik açılarda konumlandırdığı örnekler üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapmıştır. Silttaşı ve çamurtaşı üzerinde yaptığı deneylerde maksimum çekme dayanımının genellikle 0 de, minumum çekme dayanımının ise 90 de elde edildiğini belirmiştir (Şekil 2.11). 19

35 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şekil β / açısının gösterimi. Şekil β / açısı ile dolaylı çekme dayanımının değişimi (Hobbs, 1964). 20

36 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Barla ve Innaurato (1973), düzlemsel (transversal) anizotropi gösteren granodioritik gnays ve serpantinli şist örnekleri üzerinde yaptıkları çalışmalarda, anizotropi düzleminin konumu ile dolaylı çekme dayanımı deney sonuçlarını ilişkilendirmek için sonlu elamanlar yöntemini kullanmıştır. Yaptıkları çalışmanın sonuçlarına göre, dolaylı çekme dayanımının hesaplandığı 2/ π (0,6366) değerinin yönelim açısı (β) ile değiştiğini belirtmişlerdir. Buna göre anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme koşullarında oluşan E 1 /E 2 değeri 1,12 olan kayalarda, bu değer β nın 0 den 90 ye doğru değişmesi sırasında sırası ile 0,634 0,590 arasında değerlerin aldığını belirtmişlerdir. Yaptıkları çalışmada ayrıca, her iki kaya içinde çekme dayanımının yönlere bağlı olarak değiştiği ve en düşük değerlerin şistlerde 60 de gnayslarda ise 75 de elde edildiğini belirmişlerdir. Yenilmelerin ise gnays örneklerinde çap boyunca, şist örneklerinde ise süreksizlik düzlemleri boyunca olduğunu belirtmişlerdir. Araştırmacılar şistlerde karşılaşılan bu durumun, çekme dayanımının hesaplanmasında kullanılan formülün bu tip durumlarda sakıncalı olabileceğini belirtmişlerdir. Orr (1981), tek zayıflık düzlemi içeren kayalar üzerinde yaptığı tek eksenli çekme dayanımı sonuçlarına göre, bu düzlem üzerindeki çekme dayanımının β= 45 φ /2 de minimum olduğunu belirtmiştir. Mevcut düzlemler üzerinde oluşacak çekme dayanımının aşağıdaki eşitliğe uygun olarak değiştiğini belirtmiştir. σ t = c eklem sin 2β (1 + cot β tanφ) (2.5) c eklem eklemin kohezyonu, β ise eklemin yatayla yaptığı açıdır. Ramamurthy ve diğ. (1993), fillitler üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapmışlardır. Örneklerin enine kesitlerindeki süreksizliklerin yatayla yaptığı açılarını (β / ) bazalarak konumlandırdıkları örneklerde maksimum dolaylı çekme dayanımının 0 de, en düşük dolaylı çekme dayanımının ise 90 de elde edildiğini belirtmişlerdir. Hwong ve Nihei (1995), düzlemsel (transversal) anizotropi gösteren dolomit, kumtaşı ve kireçtaşları üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapmışlardır. Araştırmacılar deneylerden elde ettikleri verilere dayanarak, dolomit ve kireçtaşlarında dayanım anizotropisi görülmediği fakat kumtaşlarında ise durumun 21

37 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR farklı olduğunu belirtmişlerdir. Laminalanma gösteren kumtaşlarının, dolaylı çekme dayanımı testinde dayanım anizotropisi gösterdiğini belirtmişlerdir. Chen ve diğ. (1996), belirgin olarak süreksizlik düzlemleri içeren kumtaşı ve şeyller üzerinde yaptıkları çalışmalarda izotropik kayalar için çekme dayanımı hesaplamasında kullanılan eşitliğin anizotropik kayalar için geçerli olmayacağını belirtmişlerdir. Araştırmacılara göre tranversal izotropik ve ortotropik kayalarda aşağıdaki eşitlik geçerlidir. F σ t = q πdt (2.6) Buraki q, beş elastik sabite göre açıklanan gerilme yığılması katsayısı olarak tanımlanır. Beş elastik sabit; anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme durumda hesaplanan deformasyon modülleri E 1 ve E 2, anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme durumda ölçülen poisson oranları v 1 ve v 2, anizotropi düzlemindeki rijitlik modülüdür. α = 0 için, kaya izotropik olduğunda veya örnekler izotropi düzlemine paralel olarak kesildiğinde q 2 değerini almaktadır. Araştırmacılarbu değerin, 0 den 90 ye doğru değişik konum açılarında 2,050 1,898 arasında değiştiğini belirtmişlerdir. Hakala ve diğ (2007), mika gnayslar üzerinde yaptığı dolaylı çekme dayanımı deneylerinde, numunelerin enine kesitlerindeki süreksizliklerin yatay ile yaptığı açı her zaman 90 (β / =90 ) iken deneyler yapmıştır. Deneylerinde numunelerin boyuna kesitlerindeki süreksizliklerin yatay ile yaptığı anizotropi açısının (φ) (Şekil 2.12), dayanım üzerindeki etkisini incelemişlerdir. İncelemeler sonucunda en küçük çekme dayanımının φ = 0 de, en yüksek dolaylı çekme dayanımın ise φ= 90 de oluştuğunu belirmişlerdir. Araştırmacılar φ açısının dolaylı çekme deneylerinde çok önemli rol oynadığını belirtmişlerdir 22

38 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şekil β / ve φ açısının gösterimi (Hakala ve diğ, 2007) Kayalarda Statik Deformasyon Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar Statik deformasyon deneyi tek eksenli sıkışma koşulları altında deformasyon modülü ve poisson oranını saptamak amacı ile yapılır. Anizotropinin deformasyon modülü ve poisson oranı üzerindeki etkilerini araştırmak için araştırmacılar bir çok çalışma yapmışlarıdır. Lekhnitski (1963), elastik anizotropiyi tanımlamak için deformasyon modülü ve poisson oranının kullanıldığı aşağıdaki eşitlikleri önermiştir. k 2 E1 / E2 v = 2 1 v (2.7) l= G1 G2 1 2 (2.8) 23

39 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR E1 / G2 2v2 (1 + v1 ) o = 2 1 v 1 (2.9) Araştırmacı izotropik malzemelerde k=1, l=1 ve o=2 olması beklenmesi gerektiğini belirtmiştir. Barden (1963), Rijitlik modülü parametresinin yaklaşık olarak belirlenmesi için aşağıdaki formülü önermiştir. G 2 E1E E ν 2 E2 (2.10) G 2, tabakalanmaya dik yöndeki rijitlik modülü, E 1 ve E 2 sırasıyla tabakalanmaya paralel ve dik yükleme durumundaki deformasyon modülü, ν 2 ise anizotropi düzlemine dik yükleme durumunda ölçülen poisson oranıdır. Batugin ve Nirenburg (1972), fillit, sleyt, kumtaşı, kireçtaşı, granit vb. gibi kayalar üzerinde yapmış oldukları deneylerde bağımsız rijitlik modülünün aşağıdaki bağıntı ile yaklaşık olarak %10 luk bir hata payı ile hesaplanabileceğini belirtmişlerdir. E E (2.11) G E1 + ( 1+ 2v2 ) E2 G 2, tabakalanmaya dik yöndeki rijitlik modülü, E 1 ve E 2 sırasıyla tabakalanmaya paralel ve dik yükleme durumundaki deformasyon modülü, ν 2 ise anizotropi düzlemine dik yükleme durumunda ölçülen poisson oranıdır. Boreccki ve diğ. (1979), Lekhnitski (1963) in önerdiği k ve o (Eşitlik 2.8, 2.10) parametrelerine göre deformasyon anizotropisinin derecelendirilebileceği belirtmiş ve aşağıdaki ilişkiyi öne sürmüşlerdir. 1 n = (2k+o) 2 (2.12) Araştırmacılar n parametrisine göre anizotropisi sınıflaması yapılabileceğini belirtmiş ve bunun için aşağıdaki tabloyu önermişlerdir (Çizelge 2.2). 24

40 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Çizelge 2.2. 'n' parametresine göre anizotropi sınıflandırma tablosu (Boreccki ve diğ. 1979). n n 2,1 Anizotropi Tanımı Düşük Anizotropi 2,1 < n 2,5 Orta Anizotropi 2,5 < n 3,0 Yüksek Anizotropi n > 3,0 Çok Yüksek Anizotropi Kiehl (1980), Rijitlik modülü (G 2 ) parametresinin belirmesi zor olduğundan, bu elastik sabiti, diğer elastik sabitleri kullanarak açıklamak gerektiğini belirtmiş ve çeşitli araştırmalar yapmıştır. Bağımsız rijitlik modülü (G 2 ) için üst sınır olarak aşağıdaki eşitliği sunmuştur. G 2 2 E ( ) 2 v2 (1 + v1 ) + v 1 v E1 E 1 (2.13) G 2, tabakalanmaya dik yöndeki rijitlik modülü, E 1 ve E 2 sırasıyla tabakalanmaya paralel ve dik yükleme durumundaki deformasyon modülü, ν 1, ν 2 ise sırasıyla anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme durumunda ölçülen poisson oranıdır Wittke (1990), sağlam kaya numuneleri üzerinde yaptığı deneylerde ν 1 ve ν 2 nin her zaman 0,5 den küçük olduğunu belirtmiştir. Araştırmacı ν 3 için üst sınırın 0,5 kabul edilmesi durumunda ν 2 için aşağıdaki koşulun gerçekleşeceğini belirtmiştir. 1 E 2 v2 (2.14) 2 E1 ν 1 anizotropi düzlemine paralel, ν 2 anizotropi düzlemine dik yükleme durumunda ölçülen poisson oranı, ν 3 anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme koşullarında elde edilen birim boy değişimlerinin oranı, E 1 ve E 2 ise sırasıyla anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme koşullarında elde edilen deformasyon modülüdür. 25

41 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Araştırmacı ayrıca, 0 ve 90 lik konum açılarından farklı herhangi bir konum açısında deformasyon modülünün ( ) bilinmesi koşulu ile rijitlik (makaslama) modülünün aşağıdaki bağıntı ile bulunabileceğini belirtmiştir. E β 4 cos β E β = E1 G 2 = E β sin 1 4 sin β 1 2v cos β sin β E2 G2 E2 2 1 β cos 2 2v + β E cos β sin β 2 2 E sin β E cos β 1 2 (2.15) (2.16) ν 2 anizotropi düzlemine dik yükleme durumunda ölçülen poisson oranı, E 1 ve E 2 ise sırasıyla anizotropi düzlemine paralel ve dik yükleme koşullarında elde edilen deformasyon modülü, G 2, tabakalanmaya dik yöndeki rijitlik modülü ve E β ise istenen konum açısındaki deformasyon modülüdür. Worotnicki (1993), birbirinden farklı kayalar üzerinde yaptığı deneylerde, kayaların mineral dokusu ve deformasyon modülü (E st ) arasında önemli bazı ilişkiler tespit etmiştir. Araştırmacı kuvars, feldspat ve bazik/litik kayaların düşük ve orta derece anizotropi gösterdiğini ve yapılan deneylerde deformasyon modülleri oranlarının (E max /E min ) 1,3 ile 2 arasında değiştiği bunun yanında deneylerin sadece %3 lük bir diliminde E max /E min oranının 2 den büyük çıktığını belirtmiştir. Diğer yandan araştırmacı pelitik kil ve pelitik mika türü kayaların yüksek derece anizotropi göstermekte olduğunu ve deformasyon modülü oranlarının, 6 ya hiç çıkmadığını ve genellikle 4 den küçük olarak tespit edildiğini belirtmiştir. Araştırmacı son olarak karbonatlı kayalarda yaptığı değerlendirmelerde düşük derece anizotropi tespit edildiğini ve E max /E min oranının 1,7 yi geçmediği belirtmiştir. Amadei (1996), Hooke Yasası yla (1676) tanımlanan lineer elastisite kavramı ile anizotropik kayalardaki gerilme ve birim deformasyon ilişkilerinin tanımlanmasında kullanılan sayısal modellemelerin açıklanabileceğini belirtmiştir. Deformasyon anizotropisinin, gerilme ve birim deformasyonlar arasındaki sayısal modellemeler ile belirlenebileceğini ancak ortamdaki süreksizlik sayısının artması ile bu modellemenin gerçekten uzaklaşacağını belirtmiştir. Bu nedenle modellemenin yapılabilmesi için süreksizliklerin sınırlandırılması gerektiğini belirtmiş ve ortamın 26

42 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR tek süreksizlik tarafından kesilmesi durumunda tranversal (düzlemsel) anizotropi, iki veya üç süreksizlik tarafından kesildiğinde ise orthogonal anizotropinin oluştuğunu belirtmiştir. Amadei ve Stephanson (1997), Elastik simetri elamanlarından herhangi birinin bulunmadığı, kartezyen koordinatları ile genelleştirilmiş Hooke kanununun yazılabiliceğeni belirtmiştir. Araştırmacılar, Hooke kanununa göre her bir birim deformasyon bileşeninin bütün gerilme bileşiminin lineer fonksiyonu olduğunu belirtmişlerdir. Al-Harthi (1998), kumtaşları üzerinde yaptığı dayanım ve deformasyon deneylerinde yönelim açısı ile düşey ve yatay deformasyonun değişimini incelemiştir. Kumtaşlarında deformasyon özelliklerin şekillenmesinde kayacın sahip olduğu süreksizlik sayısının etkisini araştırmak için tek ya da birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşlarında deformasyon deneyleri yapmıştır. İncelemelerinde biri laminalanma düzlemi diğeri ise mikrofissür olmak üzere birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşlarında yatay deformasyonun β nın 0 ve 90 olduğu durumda hemen hemen aynı özelliği gösterdiği 45 de ise en az deformasyona uğradığını belirtmiştir (Şekil 2.13). Şekil Birbirine dik iki adet süreksizlik takımı içeren kumtaşlarında 0, 45 ve 90 'lik yönelim açılarına sahip karotlar üzerinde yapılan deneyler sonucu elde edilen gerilme- birim deformasyon eğrileri (Al-Harthy, 1998). 27

43 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Exadaktylos (2001), elastisite teorisinin, transversal anizotropi durumunda poisson oranı için üst sınır koymadığını belirtmiştir. Elastik sabitler arasında aşağıdaki gibi bir ilişki olduğunu belirtmiştir. 2v < v (2.17) v 2v v2 E2 1 E = (2.18) Gatalier ve diğ. (2002) ve Nasseri ve diğ. (2003), lineer elastik sınırlar içerisinde ve tek eksenli sıkışma koşulu altında, deformasyon modülü değişimini farklı yönelim açılarında incelemişlerdir (Şekil 2.14). Şekil Deformasyon modülünün tek eksenli sıkışma altında farklı yönelim açılarındaki değişimi a) Nasseri ve ark. 2003'den b) Gatalie ve ark. 2002'den. Hakala ve diğ. (2007), mika gnayslar üzerinde yaptıkları dayanım ve deformasyon deneylerini sonucunda, gnayslarda artan basınç değerlerine paralel olarak deformasyon modülününde arttığını tespit etmiştir. Araştırmacılar aynı zamanda gerilme birim deformasyon eğrisinin farklı yönelim açılarına göre değişimlerini mika gnayslar üzerinde incelemiştir. Yaptıkları deneylere göre mika 28

44 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR gnayslarda en büyük birim-deformasyonların foliasyonuna dik yönde uygulanan gerilmeler sonucunda oluştuğunu belirtmişlerdir (Şekil 2.15). Şekil Farklı yönelim açılarında tespit edilen birim deformasyon-gerilme eğrileri (Hakala ve diğ, 2006). Araştırmacılar ayrıca bir kaya örneğinin artan gerilmeler altında kayacın yenilmesi gerçekleşene kadar görülen dört kritik gerilme (σ t, σ ci, σ cd ve σ p ) altında aşağıda gösterildiği şekilde deformasyon göstereceğini belirmiştir (Şekil 2.16). Bu gerilmeler σ t (Çekme Dayanımı), σ cji (Kırılmaların gelişmeye başladığı gerilme), σ cd (Kırılma gerilimi) ve σ p (Zirve dayanımı) dır. 29

45 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şekil σ t, σ cji, σ cd ve σ p kritik gerilmeleri altında oluşan deformasyonlar ve bunların birbirleri ile olan ilişkisi (Hakala ve diğ. 2007'dan). Corkum ve Martin (2007), deformasyon deneylerinin mikro çatlak ve boşluklardan çok fazla etkilendiği belirtmiştir. Araştırmacılar çamurtaşları üzerinde yapmış oldukları dayanım ve deformasyon deneyleri sonucunda, kayalarda bulunan mikro çatlak ve boşlukların birim deformasyon-gerilme eğrisin şekillenmesinde 30

46 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR büyük önem taşıdığını belirtmiştir. Yaptığı deneyler sonucunda aşağıdaki ilişkiyi tespit etmiştir (Şekil 2.17). Şekil Mikro kırık ve boşlukların deformasyon üzerindeki etkisi (Corkum ve Martin, 2007) Kayalarda Dinamik Özellik Anizotropisi ile İlgili Önceki Çalışmalar Son yıllarda çok hızlı gelişme gösteren sonik dalga hızı ile ilgili yöntemler birçok mühendislik uygulamasında giderek artan bir öneme kavuşmuştur. Kaya örneklerinde basınç (P) ve kesme (S) dalga (Şekil 2.18) hızlarının doğru bir şekilde ölçülmesine dayanan dinamik yöntemler, elastik sabitlerin belirlenmesinde hızlı bir yöntem olarak kabul görmüştür. Dalga hızları, kayacın basınç ve kesme kuvvetlerine karşı koyma yeteneğine ve dolayısı ile elastisite modülene bağlıdır. (Çolak, 1998) 31

47 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR Şekil P (Basınç) ve S (Kesme) Dalgaları (Türkiye Deprem Sitesi nden). Kolsky (1963), P ve S dalga hızlarından dinamik deformasyon modülü ve dinamik rijitlik modülünü belirlemek amacıyla, elastik teoriden aşağıdaki ilişkileri kurmuştur. E din = Vs 2 2 3( Vp / Vs) 4 p (2.19) 2 ( Vp / Vs) 1 2 G= pvs (2.20) Araştırmacı ayrıca dinamik poisson oranının da aşağıdaki eşitlik ile hesaplanabileceğini belirtmiştir. 2 1 ( V p / Vs ) 2 v din = (2.21) 2 2 ( V / V ) 1 p s Yukarıdaki bağıntılarda V p, V s sırasıyla P ve S dalga hızı (m/sn), ρ ise yoğunluk olup birimi kg/m 3 tür. King (1983), 174 adet magmatik ve metamorfik kayaç örneği üzerinde yaptığı çalışmalarda, statik deformasyon modülünün dinamik deformasyon modülünden küçük çıktığını belirtmiştir. Araştırmacı bunun nedenini kayaç içinde bulunan mikro 32

48 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR çatlakların, statik ölçümler sırasında birim deformasyonu önemli ölçüde etkilemesi olarak göstermiştir. Müftüoğlu (1983), İngiltere açık kömür işletmesinde çevre kayaları oluşturan kumtaşlarının kazılabilirlik endekslerini araştırmak için yaptığı çalışmada, hız endeksini (V A /V L, sırasıyla arazide ve laboratuvarda ölçülen P dalga hızı) belirlemek için sonik ölçümler yapmıştır. Araştırmacı ince taneli kumtaşlarında, tabakalanmaya paralel yöndeki P dalga hızını m/sn, tabakalanmaya dik yöndeki P dalga hızını ise m/sn arasında tespit etmiştir. Araştırmacı aynı zamanda P dalga hızının orta ve kaba taneli kumlarda ince taneli kumtaşlarına oranla daha düşük olduğunu tespit etmiştir. King ve diğ. (1991), şeyllerde kayacı oluşturan tanelerin belirli bir dizilimi söz konusu olurken, şeyller ile aynı bileşime sahip olan çamurtaşı ve kiltaşlarında tanelerin rastgele dizilim göstermesinden dolayı bu tür kayalarda dalga hızı anizotropisinin görülmeyeceğini belirtmiştir. Wu ve diğ. (1991), masif kumtaşları üzerinde yaptıkları çalışmada, gerilmelerin olmadığı koşullarda, birbirine dik üç yönde P ve S dalga hızlarını ölçmüşlerdir. Araştırmacılar P dalgası hızındaki değişimin en fazla %3,9, S dalgası hızındaki değiminin ise en fazla %7,8 olduğunu belirlemişlerdir. Araştırmacılar ortalama P dalga hızını 2,83 km/s, ortalama S dalga hızını ise 1,87 km/s olarak ölçmüşler ve aradaki oranın izotropik bir kaya için geçerli olan bir değerde olduğunu belirtmişlerdir. Araştırmacılar izotropik bir kayada P dalga hızı ile S dalga hızı arasında aşağıdaki eşitlikte verilen ilişkinin olduğunu belirtmişlerdir. VP V s < 2 (2.22) Siggins (1993), Dalga hızlarının belirlenmesinde iki farklı yöntemin kullanıldığını, bunlardan birincisinin doğrudan P ve S dalgalarının belirli boydaki kaya örneği içinden geçiş zamanı ölçülerek dalga hızının hesaplanması olduğu belirtmiştir (Şekil 2.19). İkinci yöntemin ise boy-çap oranını en az 10 olan bir çubukta meydana gelen salınım frekansını ölçerek dalga hızlarını hesaplamak olduğunu belirtmiştir. Araştırmacı aynı zamanda ikinci yöntem ile yapılan ölçümlerin daha hassas bir şekilde olacağını belirtmiştir. Sonik ölçümler sonucunda 33

49 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR elde edilecek olan verilerin doğru bir biçimde değerlendirilebilmesi için dalgaların ortam içinde yayılımını etkileyen faktörlerin bilinmesi gerektiğini vurgulamıştır. Şekil Sonik Hız ölçümlerinde kullanılan düzeneğin şematik gösterimi (Siggins, 1993). Remi ve diğ. (1994), P dalga hızına göre anizotropiyi (A v ) tanımlamak için aşağıdaki ilişkiyi önermişlerdir. A v = (V max -V min )/V ave (2.23) Yukarıdaki bağıntıda V max, V min, V ave sırasıyla ölçülen maksimum, minumum ve ortalama P dalgası hızı değerleridir. Mukerji ve Mavko (1994), birçok sedimanter kayacın sismik açıdan anizotropik özellik gösterdiğini belirtmiş ve bu duruma ince boyutlu tabakalanma, mikro çatlak gibi unsurların neden olduğunu belirtmişlerdir. Deliormanlı ve diğ. (2007), Trias yaşlı Milas mermerlerin dinamik özelliklerini belirlemek için yaptıkları çalışmada, üç eksenli basınç dayanımı deneyinde artan hücre basıncı ile dinamik özelliklerin değişim gösterdiğini belirtmişlerdir. Yaptıkları çalışmalarda artan hücre basıncı değerlerinde dinamik 34

50 2.ÖNCEKİ ÇALIŞMALAR deformasyon modülünde artış görülürken dinamik poisson oranında ise düşüş görüldüğünü belirtmişlerdir (Şekil 2.20). Şekil Artan hücre basıncı altında dinamik deformasyon modülü ve poisson oranı arasındaki ilişki (Deliormanlı ve diğ, 2007).. 35

51 3.MATERYAL ve METOD 3. MATERYAL ve METOD 3.1. Materyal Çalışma alanını kapsayan Adana Baseni kuzeyde Toros Dağları, batıda Ecemiş Fay Zozu, doğuda Amanos Dağları, güneyde ise Akdeniz ile sınırlanmıştır. Adana Baseninin temelini Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı birimler oluşturmaktadır. Bunlar Paleozoyik te, Orta-Üst Devoniyen e ait, Yerköprü (Lagap, 1985) ve Permo- Karbonifer e ait Karahamzauşağı (Ünlügenç, 1986) formasyonlarıdır. Mesozoyik te ise Demirkazık formasyonu (Yetiş, 1978) bulunur. Adana Baseni Tersiyer istifi, Paleozoyik ve Mesozoyik yaşlı temel kayalar üzerine uyumsuz olarak gelir. Adana Baseninde Tersiyer dönemi, Oligosen-Pliyosen zaman aralığında çökelmiş kayalar ile temsil edilmektedir. Tersiyer birimleri toros orojenik kuşağını oluşturan Paleozoyik-Mesozoyik yaşlı birimlerin oluşturduğu engebeli topografya üzerine uyumsuz olarak gelir (Güzbüz ve Ünlügenç, 2000). Bu paleotopografya Miyosen deki sedimantasyonu etkilemiş olup, havza kenarlarındaki vadi ve çukurluklara Oligosen-Erken Miyosen evresinde, tamamıyla karasal akarsu ve göl ortamını karakterize eden Gildirli ve Karsantı formasyonları (Scmidt, 1961) çökelmiştir. Paleotopografik yükseltilerde ve basenin kenar kesimlerinde Erken-Orta Miyosen yaşlı Kaplankaya (Yetiş ve Demirkol, 1986) ve Karaisalı Formasyonları (Scmidt, 1961) daha derin kısımlarda ise Cingöz ve Güvenç formasyonları (Scmidt,1961) çökelmiştir. Adana Baseni, kuzey kesimlerinde yeralan Karaisalı formasyonundan başlayarak güneye doğru resif ilerisi daha sonra basenin sığlaşması ile birlikte Kuzgun Formasyonuna geçiş gösterir (Gürbüz,1993; Ünlügenç, 1993). Tortoniyen yaşlı karasal, sığ denizel ve deltaik sediman ardalanmasından oluşan Kuzgun formasyonu (Schmidt, 1961; Ünlügenç, 1993; Yetiş ve diğ, 1995) Kuzgun, Memişli ve Salbaş üyelerine ayrılır. Kuzgun formasyonu üzerine sığ denizel kırıntılar, evaporit oluşumları (Gökkuyu Alçıtaşı Üyesi, Yetiş, 1988) ve akarsu çökellerinin yer alan Handere formasyonu gelir. Son olarak bütün bu Miyosen oluşukları Kuvaterner yaşlı taraça, kaliçi oluşumları ve alüvyon tarafından uyumsuzla örtülür (Şekil 3.1). 36

52 3.MATERYAL ve METOD Şekil 3.1. Adana Baseni sedimanter istifine ait stratigrafik kesit (Gürbüz ve Nazik, 1992). 37

53 3.MATERYAL ve METOD Adana Baseni Tersiyer istifi içinde kumtaşı içeren formasyonlardan Cingöz formasyonu seçilmiştir. Kumtaşı içeren, daha genç yaşlı Kuzgun Formasyonu çokca gevşek tutturulmuş ve belirgin tabakalanmasız-masif kumtaşı yapısı sunmasından dolayı, Handere formasyonu ise sağlam deney numunesi almaya elverişli olmadığından çalışmaya dahil edilememiştir. Türbiditik karakterli kumtaşlarından oluşan Cingöz formasyonu, ilk defa Schmidt (1961) tarafından adlandırılmıştır. Birim, aynı araştırmacı tarafından birbiriyle yanal ve düşey geçişli Köpekli, Ayva ve Topallı üyelerine ayırtmıştır. Daha sonra yapılan çalışmalarda Cingöz formasyonu kuzeyinde yer alan Köpekli şeyl üyesi, Güvenç formasyonu içerisinde ele alınıp incelenmiştir. İlker, (1975); Yetiş ve Demirkol, (1986); Ünlügenç ve diğ. (1991) ve Gürbüz (1993) ise yaptıkları çalışmalarda Köpekli şeyl üyesini Kaplankaya formasyonuna dahil etmişlerdir. Akitaniyen-Burdigaliyen de oluşmuş istif üzerine, birbirinle yanal ve düşey geçişli denizaltı yelpazeleri şeklinde gelişmiş olan Cingöz formasyonu, kanal dolguları şeklinde başlamaktadır. Birim doğuda ve batıda eş zamanlı, iki deniz yelpazesi şeklinde çökelmiştir (Nazik ve Gürbüz, 1992) (Şekil 3.2). Sığ denizel Kaplankaya ve resifal Karaisalı formasyonu üzerinde uyumlu olarak bulunan Cingöz formasyonu, kıta yamacından başlayıp derin denize kadar ulaşan bir bölgede çökelen, konik şekilli ve radyal paleoakıntı düzenine sahip sedimanlardan oluşmaktadır. Denizaltı yelpazelerinden doğudaki Meydan Yayla güneyinden başlayıp, Nuhlu Köyüne kadar uzanır. Batı yelpaze ise doğu yelpazeye oranla daha küçük olup, Gildirli Köyü güneyinden başlayıp güneydoğuya doğru uzanır. Her iki yelpazede tabanda çakıltaşı, çakıllı kumtaşı ve kumtaşından oluşan oldukça kalın, merceksi ya da masif tabakalı kanal dolgularından oluşan üst yelpaze çökelleri ile başlar. Güney-güneydoğuya doğru çakıllı seviyeler yerini oldukça düzgün tabakalı kalın kumtaşı ve ince şeylli seviyelerden oluşan orta yelpaze istifine bırakır. Daha güneyde ise yayvanlaşan deniz dibi topografyası ve artan deniz derinliği ile birlikte, tane boyu azalır ve çok ince kumtaşı ile şeyl ardalanmasından oluşan alt yelpaze çökellerine geçilir. Birim, daha üstte Güvenç formasyonunun derin denizel şeylleri ile uyumlu bir şekilde örtülür. 38

54 3.MATERYAL ve METOD Şekil 3.2. Adana Baseni kuzey kesimi Tersiyer fasiyes dağılım haritası (Gürbüz,1998). 39

55 3.MATERYAL ve METOD Kalınlığı batıya doğru incelen Cingöz formasyonu, Nazik ve Gürbüz (1992) ün yapmış oldukları çalışmada doğuda yaklaşık olarak 2800 m, batıda ise 1200 m olarak ölçülmüştür. Yine Nazik ve Gürbüz (1992) tarafından yapılan araştırmalarda bulunan fosil bulgularına göre birimin yaşı Üst Burdigaliyen- Serravaliyen olarak tespit edilmiştir Metod Çalışmanın konusuna uygun olabilecek sahaların belirlenmesi için çalışma alanı ve yakın çevresi hakkında detaylı bir ön (büro çalışması) çalışma yapılmıştır. Çalışmanın konusuna uygun olabilecek formasyonlar belirlendikten sonra ikinci aşama olan arazi çalışmalarına geçilmiştir. Çalışmanın konusuna uygun olabilir durumda görünen Cingöz, Kuzgun ve Handere formasyonları üzerinde arazide bir ön çalışma yapılmıştır. Yapılan ön çalışmada, formasyonların içerdikleri kumtaşı seviyelerinin; pekişmişlik derecesi, ortalama tane boyutu, yönelimi, sıralanımı, laminasyonu, yüzeydeki dağılımı ve ortalama kalınlığı gibi kaya özellikleri incelenmiştir. Arazide yapılan ön keşif çalışmalarında, Kuzgun formasyonunun belirgin laminalanmasız masif bir yapı sunduğu, Handere formasyonunun ise sağlam deney numunesi almaya elverişli olmadığı görülmüş ve bu nedenden dolayı elenmiştir. Daha detaylı yapılacak olan arazi çalışmaları Cingöz formasyonu üzerine yöneltilmiştir. Bunun sonucunda uygun bulanan 7 farklı kumtaşı seviyesi belirlenmiştir. Daha sonra önceden belirlenmiş olan bu lokasyonlardan numuneler alınmış ve Çukurova Üniversitesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü Uygulamalı Jeoloji Anabilimi laboratuvarlarına getirilmiştir. Getirilen blokların mineralojik ve petrografik özelliklerinin belirlenmesi için ince kesitler alınmıştır. İnce kesit yardımıyla her bir bloğun tane boyu dağılımı ve mineralojik bileşimi tespit edilmiştir. Petrografik ve minerolojik incelemelerden sonra bloklardan yönlü karot alma işlemine geçilmiştir. Bunun için Jeoloji Mühendisliği Bölümünde bulunan yönlü karot alma makinesi kullanılmıştır. Yönlü karot alma makinesinin 0 ve 90 arasındaki yönelim açılarında numune almak için tasarlanmış bir mekanizması vardır (Şekil 3.3). 40

56 3.MATERYAL ve METOD β = 0 β = 45 β = 90 Şekil 3.3. Yönlü karot alma makinesinin çalışma mekanizması. 41

57 3.MATERYAL ve METOD Yönlü karot alma makinesi kullanılarak blokların laminalanma düzlemleri baz alınarak ve 90 lik yönelim açılarında karot ve silindirik örnekler alınmıştır (Şekil 3.4, Şekil 3.5). (a) (b) Şekil 3.4. (a), (b) Yönlü karot ve silindirik numuneler. 42

58 3.MATERYAL ve METOD (a) (b) Şekil 3.5. Laminalanma yüzeylerine göre 4 nolu (a) ve 6 nolu (b) numunelerden 0,30,45,60,90 lik yönelim açıları ile alınmış karot tipi numuneler. 43

59 3.MATERYAL ve METOD 54 adet NX, 98 adet BX boyutlarında olmak üzere toplam 152 adet karot ve 158 adet silindirik örnek hazırlanmıştır. Karot alma işlemi tamamlandıktan sonra bloklardan çıkartılan yönlü karot ve silindirik örneklere ISRM (1981) de önerilen şekilde düzeltme işlemi yapılıp, örneklerin alt ve üst yüzeylerinin düz ve birbirine paralel olması sağlanmıştır. Hazırlanan 152 adet karot numunesiyle fiziksel özelliklerden yoğunluk, ağırlıkça su emme oranı ve porozitenin tespiti için yoğunluk/birim hacim deneyi ile ağırlık ve hacimce su emme deneyleri yapılmıştır. Fiziksel parametrelerin belirlenmesinden sonra dinamik özelliklerin belirlenmesi için 131 adet silindirik numune üzerinde ISRM (1981) önerileri ve ASTM (1994) standartlarına uygun olarak sonik hız deneyleri yapılmıştır. Ölçümler P ve S ölçme özelliği olan Pundit Plus sonik hız aleti ile yapılmıştır. Hesaplamalar, her bir örnekten P ve S dalgalarının geçiş süresi okunup, örneğin boyuna oranlanması ile geçiş hızların bulunması şeklinde yapılmıştır. Bulunan hız değerlerinden dinamik deformasyon modülleri (E din ) hesaplanmıştır. Dinamik özelliklerin belirlenmesinden sonra dayanım özelliklerin belirlenmesi amacı ile toplam 128 adet karot üzerinde tek eksenli sıkışma dayanımı, 141 adet silindirik örnek üzerinde ise brazilian deneyi (dolaylı çekme dayanımı) yapılmıştır. Tek eksenli sıkışma dayanımı deneyi; boy çap oranı 2-2,5 olan, herhangi bir kırık ve çatlak içermeyen, BX ve NX boyutlarında 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açısına sahip karotlar üzerinde 10 ton yükleme kapasitesine sahip ELE ADR 2000 ( ) yükleme makinesi ile saniyede 0.1 kn luk yükleme hızı altında yenilmeler 5-10 dk arasında olacak şekilde gerçekleştirilmiştir. Kayaların dayanımın anizotropisi özelliklerin belirlenmesi için diğer bir dayanım deneyi olan Brazilian deneyi (dolaylı çekme dayanımı) yapılmıştır. Dolaylı çekme dayanımı deneyleri, ISRM (1981) tarafından önerilmiş olan ve deney sırasında uygulanan yükün, örneğin merkezini gören 10 lik açıya sahip bir yay boyunca uygulanmasını sağlayan deney hücresi ile gerçekleştirilmiştir (Şekil 3.6, 3.7). 44

60 3.MATERYAL ve METOD Şekil 3.6. Dolaylı çekme dayanımı deney hücresi. Şekil 3.7. Silindirik numunelerin dolaylı çekme dayanımı deney hücresi içindeki konumu. Deney hücresinin kılavuz pimleri içeriye doğru 25 mm girebilmektedir. Deneylerde kalınlık/çap oranı 0,5 ile 1 arasında değişen, herhangi bir kırık ve çatlak 45

61 3.MATERYAL ve METOD içermeyen, 0, 30, 45, 60 ve 90 lik anizotropi açılarına (φ) sahip 141 adet silindirik örnek kullanılmıştır. (Şekil 3.8, 3.9). Şekil 3.8. φ=0 yönelimli silindirik örnek. Şekil 3.9. φ=45 yönelimli silindirik örnek. Örnekler deney hücresi içine yerleştirilirken anizotropi açıları (φ) baz alınmıştır. Her zaman örneklerin enine kesitlerindeki süreksizlik düzlemlerine (β / =0 ) dik yükleme yapılmıştır (Şekil 3.10, 3.11). φ açısının dolaylı çekme dayanımı üzerindeki etkisi saptanmaya çalışılmıştır. 46

62 3.MATERYAL ve METOD Şekil Silindirik örneğin β / =0 konumda deney hücresi içine yerleştiriltiğini gösteren resim. Şekil β / =0 de yenilmesi sağlanmış φ=60 yönelimli silindirik örnek. Dolaylı çekme dayanımı deneyinde yükleme ADR 2000 ( ) yükleme makinesi ile yapılmıştır (Şekil 3.12). 47

63 3.MATERYAL ve METOD Şekil Dolaylı çekme dayanımı hücresinin ELE ADR 2000 ( ) yükleme aleti içindeki konumu. Farklı yönelim açılarına sahip örnekler üzerinde, statik deformasyon (E st ) modüllerinin belirlenmesi için tek eksenli yükleme koşulu altında deformasyon ölçümleri yapılmıştır. Deneylerde boy çap oranı 2-2,5, alt ve üst düzeyleri paralel ve düz, yan yüzeyleri pürüzsüz ve düz, herhangi bir kırık ve çatlak içermeyen 128 adet karot örneği kullanılmıştır. Deneylerin uygulanmasında ISRM. (1981) de önerilen yöntemler dikkate alınmıştır. Deneylerin uygulanması sırasında kayalarda meydana gelen düşey eksenel deformasyonların ölçülebilmesi için 10mm ye kadar deformasyon ölçebilen 0,01 mm ölçüm hassasiyetinde deformasyon saati kullanılmıştır. Deneylerde 1,3,6 ve 7. bloklardan alınmış karot örnekleri için 0,10 mm lik düşey deformasyon değerlerinde, 2,4 ve 5. bloklardan alınmış karot örneklerinde ise 0,05 mm lik düşey deformasyon değerlerine karşılık gelen yük değerleri makineden okunmuştur. Eksenel gerilme ve eksenel birim deformasyon grafikleri çizilerek teğetsel deformasyon modülleri hesaplanmıştır. 48

64 3.MATERYAL ve METOD Fiziksel özellikler, dayanım özellikleri, statik ve dinamik deformasyon modülleri, dalga hızları gibi özelliklerin belirlenmesi için 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açılarına sahip 152 adet karot ve 158 adet silindirik numune üzerinde toplam 1184 adet laboratuvar deneyi yapılmıştır. Elde edilen verilerden yola çıkarak her bir örnek için deneylerden elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ), statik deformasyon modülü (E st ), P dalga hızı (V p ), S dalga hızı (V s ) ve dinamik deformasyon modülü (E din ) parametreleri arasındaki ilişkilerin belirlenmesi için basit regresyon eşitliklerinden yararlanılmıştır. Son olarak anizotropi gösteren kumtaşlarında mekanik ve dinamik parametrelerin kestirilmesine yönelik iki farklı kesitirim yönteminden yararlanılmıştır. İlk yöntemde σ c, E st, V p, V s ve E din parametrelerini değişik yönelim açılarında (β) kestirmek için Singh ve diğ. (1989) in önerdiği kestirim denklemleri hesaplanmış ve teorik eğriler çizdirilmiştir. Diğer bir kestirim yöntemi olarak ise regresyon yöntemlerinden yararlanılmıştır.. 49

65 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4. ARAŞTIRMA BULGULARI Çalışmada ilk önce, Cigöz formasyonu kumtaşlarının petrografik ve mineralojik özelliklerini belirlemek amacı ile 7 farklı kumtaşı bloğundan hazırlanan ince kesitler ile kumtaşlarının tane boyu dağılımı ve mineralojik bileşimi tespit edilmiştir. Daha sonra kumtaşı bloklarının dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerinin yönelim açısı ile değişiminin belirlenmesi için yönlü örnekler üzerinde dayanım, deformasyon ve sonik hız deneyleri deneyleri yapılmıştır. Dayanım anizotropisi özelliklerini belirlemek için farklı yönelim açılarına sahip örnekler üzerinde tek eksenli sıkışma dayanımı ve dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Deformasyon anizotropisi özelliklerini belirlemek için tek eksenli gerilme koşulları altında deformasyon ölçümleri yapılmıştır. Dinamik özelliklerin tayini içinde sonik hız deneyleri yapılmıştır. Deney sonuçları elde edildikten sonra σ c, E st, V p, V s ve E din parametrelerine ait deney sonuçları birbirleri ile korele edilerek aralarındaki ilişki belirlenmeye çalışılmıştır. Son olarak anizotropik özellik gösteren kumtaşlarında, mekanik ve dinamik parametreleri kestirmek için Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim yöntemi ile regresyon yöntemlerinden yararlanılmıştır. Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim denklemleri kullanılarak her bir parametre için teorik eğriler çizdirilmiş gerçek deney verileri ile uyumluluğu incelenmiştir. Diğer yandan tek eksenli sıkışma dayanımının (σ c ) kesitirilmesine yönelik basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon yöntemlerinden yararlanılmış ve çok yüksek korelasyon katsayılarına sahip regresyon modelleri elde edilmiştir Kumtaşlarının Petrografik ve Mineralojik Özellikleri Araziden alınan kumtaşları üzerinde gözle petrografik incemeler yapılmıştır. Yapılan petrografik incelemede aşağıdaki gözlemler elde edilmiştir (Çizelge 4.1). 50

66 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Çizelge 4.1. Araziden alınan bloklar üzerinde gözlenen yapısal özellikler. Blok No Renk Laminalanma Pekişmişlik Derecesi 1 Grimsi Sarı Orta Derecede Belirgin Orta 2 Grimsi Sarı İyi Derecede Belirgin İyi 3 Grimsi Sarı İyi Derecede Belirgin İyi 4 Turuncu Gri Çok İyi Derecede Belirgin Çok İyi 5 Gri İyi Derecede Belirgin İyi 6 Grimsi Sarı İyi Derecede Belirgin Orta 7 Sarı Zayıf Derecede Belirgin Zayıf Örneklerin mineralojik bileşimini belirlemek ve tane boyu analizi çalışmaları yapmak için ince kesitler hazırlanmıştır. Her bloktan en az 2 adet olmak üzere toplam 16 adet ince kesit hazırlanmıştır. Tane boyu analizi için polarizan mikroskopu ve mikrometre yardımı ile her kesitten en az 100 adet tanenin tane boyu ölmüştür. Tane boyu ölçümleri tanelerin uzun eksenleri boyunca yapılmıştır. Yine kumtaşı bloklarında mineralojik bileşimi tespit etmek için polarizan mikroskobu ile her kesitten en az 300 adet tane olmak üzere mineralojik tayin yapılmıştır. Tane boyu ölçümleri sonucu elde edilen tane boyları Friedman-Sanders (1978) tane boyu ölçeğine göre sınıflandırılmıştır (Şekil 4.1). Friedman-Sanders (1978) tane boyu ölçeği, sedimanter petrografi çalışmalarda en çok kullanılan ölçek olmakla beraber yapılan çalışma petrografik çalışma olduğundan tercih edilmiştir. Şekil 4.1. Friedman&Sanders (1978) tane boyu ölçeği. 51

67 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Yapılan tane boyu ölçümleri sonucu her bir tane boyu sınıfının, her bir bloktaki yüzdece dağılımları tespit edilmiştir (Çizelge 4.2). Tanelerin küresellik ve köşelilik değerlendirmesi ise standart fotograflar ile tane görünüşünün karşılaştırılması yöntemi ile tespit edilmiştir (Şekil 4.2). Değerlendirme sonucu tüm blok tanelerinin düşük küreselliğe sahip olduğu tespit edilmiştir. Diğer yandan tanelerin köşeli ve çok köşeli olduğu tespit edilmiştir. Çizelge 4.2. Her bir bloğun tane boyu dağılım yüzdesi ve küresellik değerlendirmesi. Blok No Kaba Silt 0,031-0,062 mm Tane Boyu Dağılımı (%) Çok İnce Kum 0,062-0,125 mm İnce Kum 0,125-0,250 mm Orta Kum 0,25-0,5 mm İri Kum 0,5-1 mm Küresellik 1 1,9 15,9 41,1 38,3 2,8 Düşük 2 7,0 14,0 49,0 29,0 1,0 Düşük 3 3,3 14,4 52,2 28,9 1,2 Düşük 4 23,4 50,0 22,6 0,1 3,9 Düşük 5 1,89 20,8 46,5 30,7 0,1 Düşük 6-2,0 32,0 61,9 4,1 Düşük ,4 66,4 7,3 Düşük Şekil 4.2. Küresellik değerlendirmesinde kullanılan standart fotoğraflar (Pettijohn ve diğ., 1973). 52

68 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Her tane boyu grubunun kümülatif yüzde ağırlığına göre her bloğun olasılık ordinatlı kümülatif eğrisi çizilmiş, tane boyu analizi ve bunlara bağlı istatistiksel parametreler hesaplanmıştır (Çizelge 4.3). Analizler sonucunda, 4. bloğun çok ince kumtaşı, 2, 3, ve 5 nolu bloğun ince kumtaşı, 6 ve 7. bloğun ise orta taneli kumtaşı olduğu tespit edilmiştir (Şekil 4.3). Yine analizler sonucunda, 2. bloğun kötü, 1, 3, 4, 5. bloğun orta, 6. ve 7. bloğun ise çok iyi derecede boylanmış olduğu tespit edilmiştir. Analiz sonucu elde edilen mod değeri en çok görülen tane boyunu (Fi) ifade ederken, medyan ise olasık ordinatlı kümülatif eğri üzerinde %50 ye karşı gelen tane boyu (Fi) değeridir. Sivrilik değeri, kurtosis normal durumdan uzaklaşmayı ifade eden bir matematiksel ifade olup, olasılık ordinatlı kümülatif eğrinin uçlarındaki boylanma ile merkezi kısımdaki boylanmanın bir oranıdır. Merkezi bölge uçlara göre daha iyi boylanmış ise eğri aşırı derece leptokurtik, tersi ise platikurtik olarak nitelendirilir. Çarpıklık değeri ise örneklere ait çan eğrisi grafiğinde eğrinin durumunu yansıtır. Çizelge 4.3. Tane boyu analizine ait istatistiksel sonuçlar. Blok No Mod (Fi) Medyan (Fi) Grafik Ortalama (Fi) 1 2,5 2,2 2,6 İnce Kum 2 2,5 2,4 2,7 İnce Kum 3 2,5 2,37 2,42 İnce Kum 4 3,5 3,50 3,47 Çok İnce um 5 2,5 2,5 2,49 İnce Kum 6 1,5 1,8 1,85 Orta Kum 7 1,5 1,75 1,75 Orta Kum Boylanma (Fi) 0,78 Orta 1,03 Kötü 0,72 Orta 0,7 Orta 0,87 Orta 0,97 İyi 0,96 İyi Sivrilik 1,14 Lepokurtik 1,05 Mesokurtik 1,03 Mesokurtik 1,05 Mesokurtik 0,87 Platikurtik 0,97 Mesokurtik 0,96 Mesokurtik Çarpıklık 0,20 İnce Çarpık 0,386 Çok İnce Çarpık 0,217 İnce Çarpık -0,032 Simetriğe Yakın 0,228 İnce Çarpık 0,240 İnce Çarpık -0,03 Simetriğe Yakın 53

69 4.ARAŞTIRMA BULGULARI (a) (b) (c) Şekil 4.3. Çok ince (a), ince (b) ve orta taneli (c) kumtaşı bloklarının ince kesit görünümleri. Mineralojik bileşimin tespiti için her bir ince kesitten en az 300 adet olmak üzere kuvars, feldspat ve kaya parçaları için sayım yapılmıştır (Çizelge 4.4). İnce kesitlerde mineralojik açıdan kaya parçalarının en baskın bileşen olduğu görülmüştür. Genel olarak tüm bloklarda monokristalin kuvars (MQ) taneleri özşekilli ve özşekilsiz olarak düzgün yanıp sönmeli karakter göstermekte olup en önemli bileşenlerdendir. Yeniden kristallenmiş karakterde olan bileşik taneli polikristalin kuvars (PQ) türleri daha az olup, kuvvetli yanıp sönme gösterirdikleri görülmüştür. Kuvarsa göre daha az yayılım göstermekte olan potasyumlu feldspatlarda (KF) alterasyonlar sonucu serizitleşme görülmüştür. Yine feldspat grubundan olan plajioklaslar (PL) karlspat ikizlenmesi göstermekte olup değişik tip alterasyonlara maruz kalmıştır. Bütün örneklerde en baskın bileşen olan kaya parçaları, volkanik (VO), asidik (AC), ofiyolitik (OF), metamorfik (ME) ve karbonat kaya (CR) parçalarından oluşmaktadır. 54

70 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Çizelge 4.4. Her bir bloğa ait mineralojik bileşim. (MQ: Monokristalen kuvars, PQ: Polikristalen kuvars, PL: Plajiokalas, KF: Potasyumlu feldspat, VO: Volkanik kaya parçası, AC: Asidik kaya parçası, OF: Ofiyolitik kaya parçası, ME: Metamorfik kayaç parçası, CR: Karbonat kaya parçası, MI: Mika) Blok No MQ (%) PQ (%) PL (%) KF (%) VO (%) AC (%) OF (%) ME (%) CR (%) MI (%) Çimento 1 18,5 4,2 11,1 8,2 8,8 5,6 11,8 11,6 16,2 4,0 Karbonat 2 19,1 6,2 13,1 14,0 7,0 3,6 8,4 8,2 12,1 8,3 Karbonat 3 25,4 5,1 13,9 11,4 4,8 4,7 10,0 6,1 9,5 9,1 Karbonat 4 15,8 3,3 12,8 7,8 2,7 8,4 3,4 3,0 41,0 1,8 Karbonat 5 25,8 4,8 16,1 14,1 8,1 4,5 8,5 4,9 11,2 2,0 Karbonat 6 23,4 6,7 17,7 13,0 6,9 5,8 9,8 4,8 10,8 1,1 Karbonat 7 22,2 5,1 15,2 11,0 5,8 4,5 10,5 8,4 14,7 2,6 Karbonat 55

71 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1, 2, 3, 5, 6 ve 7. bloklardaki kaya parçaları dağılımı hemen hemen yakın iken 4. bloğun yüksek oranda karbonat kaya parçası içerdiği görülmüştür (Şekil 4.4). 4. bloğa ait ince kesit resminde kahverengimsi pempemsi renkli kısımlar karbonat kaya parçalarını göstermekedir (Şekil 4.4d). (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) bloklara ait ince kesit görüntüleri. 56

72 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Yine tüm örnekler üzerinde belli bir miktar ince uzun pullar şeklinde uzamış mikalar (MI) saptanmıştır (Şekil 4.5). Ayrıca kesitlerde bir miktar opak mineralde (OQ) gözlenmiştir (Şekil 4.6). Kesitlerde yapılan incelemelerde fosil ve fosil kırıntılarına da (FO) rastlanılmıştır (Şekil 4.7). Şekil 4.5. İnce kesitlerde gözlenen ince uzamış mika. Şekil 4.6. İnce kesitlerde gözlenen opak mineraller. Şekil 4.7. İnce kesitlerde gözelenen fosil kırıntısı. 57

73 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Yapılan inceleme ile bütün kumtaşı örneklerinin karbonatlı bir çimento ve silt-kil boyu ince kırıntılardan oluşan bir matriks ile tutturulduğu tespit edilmiştir. Yapılan mikroskobik çalışmalarda kumtaşı bloklarını oluşturan tanelerde herhangi bir net yönlenme saptanmamıştır. Anizotropik özelliğin kumtaşlarının sahip olduğu laminalanma ile ilgili olduğu saptanmıştır. Mineralojik çalışmalar sonucunda kumtaşlarının sınıflandırılması için kumtaşı sınıflandırma üçgen diyagramları kullanılır. Analizler sonucu elde edilen kuvars, feldspat ve kayaç parçaları yüzdelerine göre üçgen diyagramlar üzerinde ilgili köşelerine işaretlenir. İşaretleme sonucu oluşan üç doğrunun kesiştiği bölge bize kumtaşı sınıfını verir. Bu çalışmada Travis (1970) üçgen diyagramı kullanılmıştır (Şekil 4.8). Sınıflama sonucu tüm kumtaşı bloklarının Travis (1970) e göre litik kumtaşı olduğu tespit edilmiştir (Çizelge 4.5). Şekil 4.8. Kumtaşı sınıflandırma üçgeni (Travis, 1970). Çizelge 4.5. Kumtaşı bloklarının içerdiği kuvars, feldspat ve kaya parçası oranlarına göre Travis, 1970 e sınıflaması. Blok No Kuvars % Feldspat % Kaya Parçası % Kumtaşı Cinsi (Travis, 1970) 1 23,6 20,1 56,3 Litik Kumtaşı 2 27,6 29,4 43,0 Litik Kumtaşı 3 33,6 27,8 38,6 Litik Kumtaşı 4 19,4 21,0 59,6 Litik Kumtaşı 5 31,2 30,8 38,0 Litik Kumtaşı 6 30,4 31,2 38,4 Litik Kumtaşı 7 28,0 26,8 45,2 Litik Kumtaşı 58

74 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4.2. Kumtaşların Fiziksel Özellikleri Çalışmaya konu olan kumtaşı bloklarının fiziksel özelliklerini tanımlayabilmek için 54 adet NX ve 98 adet BX boyutlarında toplam 152 adet karot üzerinde ağırlıkça su emme (A w ), yoğunluk (ρ) ve porozite (n) deneyleri yapılmıştır (Çizelge 4.6). Çizelgede parantez içindeki değerler bir standart sapma değeridir. Deney sonuçlarına en yüksek yoğunluk 2,64 gr/cm 3 ile 4 nolu blokta, en düşük yoğunluk ise 2,35 gr/cm 3 ile 7. blokta tespit edilmiştir. 1 ile 6. bloğun fiziksel özellikleri ise birbirine yakın değerlerde çıkmıştır. Çizelge 4.6. Kumtaşlarının fiziksel özellikleri. Blok No Örnek Sayısı Ağırlıkça Su Emme Oranı (A W ) (%) ,3 (0,097) ,8 (0,043) ,3 (0,081) ,9 (0,045) ,0 (0,038) ,5 (0,066) ,4 (0,338) Yoğunluk (ρ) (gr/cm 3 ) 2,44 (0,007) 2,53 (0,011) 2,48 (0,010) 2,64 (0,010) 2,58 (0,010) 2,43 (0,010) 2,35 (0,018) Görünür Porozite (n) (%) 8,2 (0,254) 4,4 (0,107) 5,6 (0,200) 2,4 (0,123) 2,6 (0,100) 8,6 (0,157) 10,4 (0,725) 4.3. Kumtaşlarının Dayanım Anizotropisi Kayalarda dayanım anizotropisin tespiti için farklı yönelim açılarına sahip örnekler üzerinde dayanım deneyleri yapılmaktadır. Bu çalışmada dayanım anizotropisinin özellikleri tek sıkışma dayanımı (T.S.D) ve dolaylı çekme dayanımı (D.Ç.D) deneyleri ile tespit edilmeye çalışılmıştır. Dayanım anizotropisinin cinsi ve derecesini belirlemek için laminalanma düzlemleri baz alınarak alınmış 128 adet 59

75 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 0,30,45,60 ve 90 lik yönelimli karot üzerinde, her yönelim açısında en az 3 adet olmak üzere tek eksenli sıkışma dayanımı deneyi yapılmışdır. Yine dolaylı çekme dayanımının anizotropi açısı ile değişiminin belirlenmesi için laminalanma düzlemleri baz alınarak alınmış 141 adet 0,30,45,60 ve 90 lik yönelimli silindirik örnek üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyi yapılmıştır. Dayanım anzotroposi deneyleri tek eksenli sıkışma ve dolaylı çekme dayanımı olarak iki başlık altında sunulmuştur Tek Eksenli Sıkışma Dayanımına Göre Kumtaşlarının Dayananım Anizotropisi Dayanım anizotropisi özelliklerinin belirlenmesi amacı ile en yaygın olarak kullanılan, laboratuvar deneyi olan tek eksenli sıkışma dayanımı deneyi çalışmada öncelikli olarak ele alınmıştır. Deneyde herhangi bir kırık ve çatlak içermeyen boy/çap oranı 2-2,5 arasında değişen 48 adet NX ve 80 adet BX boyutlarında toplam 128 karot numunesi kullanılmıştır. İlk başta NX boyutlarında karot alımı yapılmış fakat daha sonra yönlü numune sayısını arttırmak için BX boyutlarında karot alınmaya başlanmıştır. 1. bloktan 16 adet NX, 2. bloktan 17 adet NX, 3. bloktan 15 adet NX, 4. bloktan 15 adet BX, 5. bloktan 15 adet BX, 6. bloktan 21 adet BX ve 7. bloktan ise 29 adet BX boyutlarında hazırlanmış karot deneylerde kullanılmıştır. Deneyler, her bir yönelim açısı için en az 3 en fazla 7 adet olmak üzere gerçekleştirilmiştir. Deney 0,1 KN luk yük artırımı altında yenilme 5-10 dk arasında olacak şekilde yapılmıştır. Deneylerde en yüksek tek eksenli sıkışma dayanım değerlerlerinin β nın 0 ve 90 e olduğu durumda en düşük tek eksenli sıkışma dayanımının ise β nın 30 olduğu konumda ortaya çıktığı görülmüştür. Kumtaşı bloklarından en yüksek tek eksenli sıkışma dayanımı 49,6 MPa ile 4. blokta (β=90 ) görülürken en düşük tek eksenli sıkışma dayanımı ise 5,9 MPa ile 7. blokta (β=30,45 ) görülmüştür Deneylerden elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri aşağıda sunulmuştur (Çizelge 4.7). Çizelgede parantez içindeki değerler bir standart sapma değeridir. 60

76 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Çizelge 4.7. Kumtaşlarında ölçülen tek eksenli sıkışma dayanımı (MPa) deney sonuçları. Blok No Toplam Örnek Sayısı ,6 (0,25) n=3 Yönelim Açısı (β) ,8 (0,30) n=3 13,6 (0,55) n=4 14,4 (0,25) n=3 16,6 (0,57) n=3 Dayanım Azalışı (σ max σ min ) % 22, ,0 (0,75) n=4 20,2 (1,76) n=3 25,0 (0,77) n=3 28,7 (2,01) n=3 35,3 (0,24) n=4 42, ,8 (1,47) n=3 14,6 (0,30) n=3 15,5 (0,34) n=3 17,5 (0,57) N=3 22,7 (1,05) n=3 35, ,4 (2,57) n=3 23,9 (0,24) n=3 28,7 (0,33) n=3 33,6 (0,27) n=3 49,6 (1,66) n=3 51, ,4 (3,67) n=3 28,2 (1,93) n=3 32,1 (1,0) n=3 34,5 (2,99) n=3 37,9 (2,91) n=3 26, ,4 (1,26) n=5 12,3 (1,10) n=4 13,9 (1,37) n=4 14,2 (1,86) n=4 17,8 (2,10) n=4 30, ,8 (0,35) n=4 5,9 (0,39) n=7 6,5 (0,26) n=6 5,9 (0,27) n=6 7,5 (0,39) n=6 21,45 Her bir kumtaşı bloğu için yönelim açısı (β) ile tek eksenli sıkışma dayanımı arasındaki ilişkiyi tespit etmek için grafikler çizdirilmiştir. Bu grafiklerden yola çıkarak kumtaşı bloklarından 1, 2, 3, 4, 5 ve 6. bloğun U tipi dayanım anizotropisi gösterdiği fakat 7. grubun U tipi dayanım anizotropi koşullarına uymadığı gözlenmiştir (Şekil 4.9). 7. blokta β nın 30 ve 60 olduğu durumda tek eksenli sıkışma dayanımının hemen hemen eşit olduğu ve β nın 45 olduğu durumda ise sıkışma dayanımı değerinin bunlardan yüksek çıktığı tespit edilmiştir. Bu durumun 7. bloğun belirgin lamilanmasız olması yanı sıra gevşek tutturulmuş zayıf çimentolu yapısından dolayı ortaya çıktığı düşünülmüştür. 61

77 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (d) (e) (f) 7. Blok T.S.D (MPa) 8,00 7,50 7,00 6,50 6,00 5,50 5, Yönelim Açısı (derece) Ortalama (g) Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta tek eksenli sıkışma dayanımının (T.S.D) yönelim açısı β ile değişimi. 62

78 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Yine her bir blok için σ max değerine göre diğer yönelim açılarındaki yüzde dayanım azalışlarını ifade eden grafik çizilmiştir (Şekil 4.10). Şekilde görüldüğü gibi yönlere göre en büyük dayanım azalışları 4. blokta görülürken, dayanım azalışının en az olduğu blok ise 7. blok olarak saptanmıştır. Yönelim Açısı (derece) σmax'a göre % Dayanım Azalışı Blok 2.Blok 3.Blok 4.Blok 5.Blok 6.Blok 7.Blok Şekil , 2, 3, 4, 5, 6 ve 7. bloklarda σ max değerine göre diğer yönelim açılarındaki yüzde dayanım azalışları. 63

79 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Diğer yandan tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerinden bulunan σ max ve σ min değerlerinin bir birbirine oranlanması (σ max /σ min ) ile elde edilen anizotropi oranını (R c ) 1, 2, 3, 5, 6 ve 7. blokta 1,27-1,74 arasında değişirken 4. blokta ise 2,07 olduğu tespit edilmiştir. Elde edilen anizotropi oranlarına göre 1, 2, 3, 5, 6 ve 7. bloğun zayıf 4. bloğun ise orta derecede dayanım anizotropisi gösterdiği tespit edilmiştir (Çizelge 4.8). Çizelge 4.8. Kumtaşı örneklerinde saptanan anizotropi oranları ve dereceleri (Singh ve diğ, 1989). Numune No Anizotropi Oranı (R c ) (σ max /σ min) Anizotropi Derecesi 1 1,29 Zayıf Anizotropi 2 1,74 Zayıf Anizotropi 3 1,55 Zayıf Anizotropi 4 2,07 Orta Anizotropi 5 1,36 Zayıf Anizotropi 6 1,45 Zayıf Anizotropi 7 1,27 Zayıf Anizotropi Örneklerdeki yenilme şekillerinin, genel olarak kumtaşlarının, alt ve üst yüzeylerinin hemen kenarından başlayan ve karotu boydan boya kesen bir kayma düzlemi boyunca olduğu söylenebilir. Bu kayma düzlemi açısının çoğunlukla tabakalanmadan bağımsız olarak geliştiği görülmüştür. 2, 4 ve 5. bloklarda yenilmelerin bazen anizotropi düzlemi boyunca olduğu görülmüştür. Daha düşük tek eksenli sıkışma dayanımlarına sahip olan 1, 3, 6 ve 7. bloklarda ise yenilmelerin nadiren ise anizotropi düzlemi boyunca olduğu görülmüştür. Diğer yandan 1, 3, 6 ve 7. blokların ISRM (1978) e göre zayıf dayanımlı kaya, 2, 4 ve 5. bloğun ise orta dayanımlı kaya grubuna girdiği tespit edilmiştir Dolaylı Çekme Dayanımına Göre Dayanım Anizotropisi Kayalardaki dayanım anizotropisinin tanımlanmasında kullanılan bir diğer deney dolaylı çekme dayanımı (D.Ç.D) deneyidir. Deneylerde ISRM (1981) önerilerine uygun kalınlığı 2-3 cm arasında değişen 141 adet silindirik numune 64

80 4.ARAŞTIRMA BULGULARI kullanılmıştır. Anizotropinin dolaylı çekme dayanımı üzerindeki etkisini saptamak üzere yapılan dolaylı çekme dayanımı deneyleri farklı şekillerde yapılmaktadır. Bunun için iki farklı (β /, φ) açı tanımlanmıştır (Hakala ve diğ. 2007) (Şekil 4.11). Şekil β / ve φ açılarının tanımlaması. β / ve φ açısının konumuna göre yapılan dolaylı çekme deneyleri genel olarak ikiye ayrılmaktadır. Bunlardan birincisi β / nın farklı açı değerlerinde konumlandırılması ile yapılan deneydir. Diğeri ise β / ve φ açılarının konumlarına göre yapılan deneydir. Hakala ve diğ. (2007), β / nın sürekli 90 olduğu durumda φ açısının farklı konumlarına göre dolaylı çekme deneyini uygulamışlardır (Şekil 4.12). Bu çalışmada ise β / nın sürekli 0 olduğu durumda φ açısının farklı konumlarına göre dolaylı çekme dayanımının değişimi incelenmiştir (Şekil 4.13). 65

81 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Şekil β / 90 iken farklı φ açı değerlerinde uygulanan deney (Hakala ve diğ, 2007). Şekil Çalışmada uygulan yöntem. Anizotropi açısının (φ) dolaylı çekme dayanımı üzerindeki etkisi araştırıldığından dolayı, örnekler deneylere tabi tutulurken, deney aleti için yönelim 66

82 4.ARAŞTIRMA BULGULARI açılarına uygun olarak yerleştirilmiştir. Çalışmada φ açısının, dolaylı çekme dayanımı üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Toplam 141 adet yönlü silindirik numuneden oluşan 7 farklı blok üzerinde yapılan dolaylı çekme deneyleri sonucunda elde edilen verilere göre, en düşük çekme dayanımının φ açısının 60 olduğu durumda ortaya çıktığı en yüksek çekme dayanımının ise φ açısının 0 ve 90 olduğu durumda ortaya çıktığı görülmüştür. Yine φ nın 30 ve 45 olduğu durumlarda da düşük değerler elde edilmiştir. Yapılan ölçümlerde en yüksek dolaylı çekme dayınımı değeri 4,57 MPa ile 4. blokta (φ = 0 ) en küçük dolaylı çekme dayınımı değeri ise 0,33 MPa ile 7. blokta (φ = 0 ) tespit edilmiştir (Çizelge 4.9). Çizegede parantez içindeki ifadeler bir standart sapma değeridir. Çizelge 4.9. Kumtaşlarında ölçülen dolaylı çekme dayanımı değerleri (σ t ). Kaya DOLAYLI ÇEKME DAYANIMI (σ t ) (MPa) Grubu φ = 0 φ = 30 φ = 45 φ = 60 φ = ,28 (0,14) n=3 2 1,99 (0,09) n=5 3 1,98 (0,06) n=3 4 4,57 (0,06) n=3 5 3,28 (0,10) n=3 6 0,80 (0,06) n=5 7 0,45 (0,02) n=6 0,95 (0,04) n=3 1,81 (0,01) n=5 1,63 (0,02) n=3 4,48 (0,10) n=3 3,20 (0,03) n=3 0,69 (0,03) n=5 0,41 (0,03) n=5 0,87 (0,03) n=3 1,79 (0,04) n=4 1,56 (0,02) n=3 4,44 (0,30) n=4 3,11 (0,04) n=3 0,66 (0,03) n=5 0,39 (0,03) n=9 0,85 (0,01) n=3 1,73 (0,01) n=4 1,52 (0,02) n=3 4,39 (0,01) n=3 2,94 (0,06) n=3 0,64 (0,02) n=5 0,33 (0,02) n=5 1,20 (0,01) n=3 1,88 (0,08) n=5 1,80 (0,09) n=3 4,52 (0,01) n=4 3,25 (0,09) n=3 0,76 (0,02) n=6 0,40 (0,05) n=5 Deneyler sonucunda her blok için dolaylı çekme dayanımı (σ t ) ile φ anizotropi açısı arasında grafikler çizilmiş ve aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.14). 67

83 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok D.Ç.D (MPa) 1,4 1,3 1,2 1,1 1 0,9 0, Anizotropi Açısı (derece) D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derece) D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derece) D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derecesi) D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (d) (e) (f) 7. Blok D.Ç.D (MPa) Anizotropi Açısı (derece) Ortalama (g) Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta dolaylı çekme dayanımının (D.Ç.D) anizotropi açısı (φ) ile değişimi. 68

84 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4.4. Kumtaşlarının Deformasyon ve Dinamik Özellik Anizotropisi Kayalarda statik deformasyon anizotropisinin varlığını ortaya koymak için farklı yönelim açıları ile alınmış olan örnekler üzerinde artan gerilme koşullarında oluşan deformasyonlar ölçülür. Bu çalışmada 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açılarına sahip olan örnekler üzerinde tek eksenli sıkışma koşullarında farklı gerilmelerde oluşan deformasyonlar ölçülmüştür. Dinamik özelliklerin belirlenmesi içinse 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açılarına sahip olan örnekler üzerinde sonik hız ölçümleri yapılmıştır Statik Deformasyon Anizotropisi Bu aşamada, 0,30,45,60 ve 90 yönelim açılarına sahip olan, 48 adet NX ve 80 adet BX boyutlarındaki karot şeklindeki kaya numunesinin, tek eksenli sıkışma dayanımı deneyinde artan gerilme koşullarındaki deformasyon davranışları göz önüne alınmıştır. Oluşan deformasyon davranışı ile teğetsel deformasyon modülleri hesaplanmıştır. Teğetsel deformasyon modülleri, gerilme-birim deformasyon eğrisinde yenilme yükünün %50 olduğu noktada teğet olan doğrunun eğimi olarak hesaplanmıştır. Ölçülen deformasyon modüllerinin konum açısı ile değişimi, tabakalanmaya paralel ve dik konumda elde edilen deformasyon modülleri (E 1 ve E 2 ) ile anizotropi düzlemlerinde elde edilen teğetsel deformasyon modülleri incelenmiştir. Tek eksenli sıkışma altında artan gerilme koşullarında yapılan ölçümlerden elde verilere göre kumtaşı örneklerinin elastisite teorisinin anizotropi koşulları ile uyumluluk gösterdiği anlaşılmıştır. Yapılan deformasyon deneylerinde kumtaşı bloklarında deformasyon modüllerinin 338 MPa ile 3475 MPa arasında değiştiği görülmüştür. Deneylerden elde edilen verilere göre, en yüksek deformasyon modüllerinin anizotropi düzlemine dik (E 2 ) ve paralel (E 1 ) yükleme durumunda ortaya çıktığı görülmüştür. En düşük değerlerin ise β nın 30 olduğu durumda çıktığı görülmüştür. En yüksek teğetsel deformasyon modülü 3474,5 MPa ile 4. blokta (β=90 ) en düşük teğetsel deformasyon modülü ise 338 MPa ile 7. blokta (β=30 ) gözlenmiştir (Çizelge 4.10). Çizelgede parantez içerisinde verilen değerler bir standart sapma değeridir. 69

85 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Çizelge Kumtaşlarında ölçülen teğetsel deformasyon modülleri. Teğetsel Deformasyon Modülü Numune No Yönelim Açısı (β ) E1 (MPa) E30 (MPa) E45 (MPa) 1 16(NX) 964,7 (39,06) 705,5 (18,19) 757,3 (38,63) 2 17(NX) 2878,2 (32,60) 2381,8 (28,08) 2589,9 (21,04) 3 15(NX) 2019,5 (24,06) 1070,0 (33,63) 1421,3 (20,40) 4 15(BX) 3339,9 (140,02) 2649,0 (131,52) 2709,3 (66,89) 5 15(BX) 2982,9 (28,01) 2298,1 (46,24) 2717,7 (14,05) 6 21(BX) 1008,4 (40,89) 792,0 (40,71) 913,0 (8,76) 7 29(BX) 374,2 (3,59) 337,8 (13,18) 359,0 (20,06) 60 E60 (MPa) 792,7 (13,63) 2672,8 (20,44) 1650,1 (15,70) 3061,5 (153,23) 2901,4 (35,25) 955,1 (47,50) 337,0 (6,56) 90 E2 (MPa) 1000,1 (22,76) 3300,1 (50,46) 2036,7 (13,97) 3474,5 (144,97) 2994,5 (44,20) 1109,4 (59,04) 392,8 (21,93) 70

86 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Statik deformasyon modülünün yönelim açısı ile değişim formu tek eksenli sıkışma dayanımı değişim formu ile paralellik gösterdiği görülmüştür. Tek eksenli bsıkışma dayanımları artıkça deformasyon modüllerinde artışlar gözlenmiştir. (Poisson oranını saptamak için gerekli düzenek olmadığından mevcut anizotropi derecelendirilememiştir.) Worotnicki (1993), 200 adet statik ve dinamik deney neticesinde kayaların mineral dokusu ve deformasyon modülü (E) arasında önemli bazı ilişkiler tespit etmiştir. Araştırmacı kuvars, feldspat ve bazik/litik kayaların düşük ve orta derece anizotropi gösterdiğini ve yaptığı deneylerde deformasyon modülleri oranlarının (E max /E min ) 1,3 ile 2 arasında değiştiği bunun yanında deneylerin sadece %3 lük bir diliminde E max /E min oranının 2 den büyük çıktığını belirtmiştir. (Çizelge 4.11) Çizelge Kumtaşı örneklerinde saptanan deformasyon modülü oranları. Numune No E max /E min 1 1,4 2 1,4 3 1,9 4 1,3 5 1,3 6 1,4 7 1,2 Deformasyon modüllerinin, lineer elastik sınırlar içersinde, farklı yönelim açılarındaki (β ) değişimini değerlendirmek için yönelim açısı (β) ve statik deformasyon modülleri (E st ) arasında grafikler çizilmiştir (Şekil 4.15). 71

87 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (d) (e) (f) 7. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Ortalama (e) Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta yönelim açısı ile statik deformasyon modülü arasındaki ilişki. 72

88 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Dinamik Özellik Anizotropisi Sismik dalga hızı ile ilgili yöntemler; mineral aramaları, madencilik çalışmaları, atık deposu saha çalışmaları ve her türlü mühendislik uygulamalarında gün geçtikçe artan bir öneme kavuşmaktadır. Sonik dalga hızı ile yöntemler (dinamik yöntemler), kayaların dinamik deformasyon ve dinamik özelliklerinin belirlenmesi içinde kullanılmaktadır. Kaya örneklerindeki basınç (V p ) ve kesme (V s ) dalga hızlarının doğru bir şekilde ölçülmesine dayanan dinamik yöntemler, elastik sabitlerin belirlenmesinde önemli ve hızlı bir yöntem olarak kabul görmüştür. Dalga hızları, kayacın basınç ve kesme kuvvetlerine karşı koyma yeteneğine bağlıdır. Dolayısı ile elastisite modülü ile ilişkilidir. Küçük birim deformasyonların oluşturulmasında sonik dalgaların kullanımı oldukça pratik bir yöntemdir. Bu şekilde elde edilen elastik sabitler, dinamik sabitler olarak adlandırılmaktadır. Elde edilen dinamik özellik ve elastik sabitler ile fiziksel ve mekanik özellikler arasında bir çok ilişki kurulmuştur (Çolak, 1998). Dinamik özelliklerin belirlenmesi için ISRM (1981) önerilerine uygun olarak hazırlanmış 0,30,45,60 ve 90 lik yönelim açılarına sahip 131 adet silindirik örnek kullanılmıştır. Deneylerde, basınç (P) ve kesme (S) dalgalarının örnek içinden geçiş süreleri örnek boyuna oranlanarak dalga geçiş hızları hesaplanmıştır. Kumtaşı bloklarından porozitesi yüksek olduğu için kesme dalgası (S) boy/çap oranı 2 ile 2,5 arasında değişen karot tipi numunelerden geçememiştir. Bu sebebten dolayı dalga hızı ölçümleri belirli sabit basınçlar altında brazilian tip numunelerden yapılmıştır. Brazilian tipi örneklerde kesme dalgasının (S) ölçümü, normal durumda geçememesinden dolayı nokta yükleme düzeneği yardımı ile 3,5 MPa lık sabit gerilme altında yapımıştır. Basınç dalgası (P) ise serbest durumda brazilan örneklerden ölçülmüştür. Basınç dalgası (P) karot tipi örneklerden de geçebildiği için karot örneklerinden de ölçüm yapılmış ve bunların brazilan tip numunelerden yapılan ölçümler ile uygunluk gösterdiği görülmüştür. Deneylerden elde sonuçlara göre; kumtaşı bloklarında, P dalga hızının (V p ) 3318 m/sn (4.blok β=0 ) ile 852 m/sn (7.blok β=30 ) arasında, S dalga hızının (V s ) ise 2055 m/sn (4.blok β=0 ) ile 406 m/sn (7.blok β=30 ) arasında değişen değerler 73

89 4.ARAŞTIRMA BULGULARI aldığı görülmüştür. Deneylerden elde edilen ölçümler aşağıdaki çizelgede verilmiştir (Çizelge 4.12). Çizelgede parantez içindeki değerler bir standart sapma değeridir. Çizelge Kumtaşlarında yapılan sonik hız deneylerinden elde edilen dalga hızları ve dinamik deformasyon modülleri. Blok No d (kg/m 3 ) β Ölçüm Sayısı V p (m/sn) V s (m/sn) E din 1711,8 (71,25) 1422,2 (45,25) 1576,1 (32,25) 1602,3 (39,25) 1693,1 (69,25) 3211,7 (78,25) 2698,3 (62,25) 2822,8 (56,25) 2895,1 (41,25) 3075,1 (72,25) 2857,11 (45,85) 2591,7 (43,25) 2630,6 (14,25) 2726,4 (35,36) 2833,2 (61,21) 3317,9 (59,25) 2850,00 (45,21) 3051,3 (14,56) 3241,3 (68,25) 3306,0 (73,25) 3100,4 (35,36) 2574,1 (85,25) 2686,6 (45,69) 2868,5 (13,25) 3097,6 (96,25) 1694,1 (36,25) 1497,7 (34,58) 1518,2 (46,25) 1523,4 (21,25) 1655,8 (36,25) 941,2 (21,25) 851,7 (13,25) 915,7 (14,65) 892,3 (15,25) 974,4 (32,25) 905,3 (18,18) 798,3 (21,25) 825,4 (16,85) 845,2 (23,25) 898,4 (32,25) 1855,3 (21,25) 1700,4 (32,25) 1744,4 (41,25) 1792,3 (36,35) 1812,1 (12,25) 1582,9 (35,25) 1433,2 (34,25) 1473,5 (45,25) 1506,3 (16,85) 1576,4 (74,58) 2055,1 (19,25) 1852,4 (65,25) 1939,6 (19,25) 1965,2 (48,26) 2044,6 (89,25) 1777,9 (12,25) 1612,5 (45,85) 1687,9 (32,25) 1728,3 (21,36) 1738,6 (36,78) 940,6 (12,25) 830,1 (15,74) 863,3 (19,25) 890,3 (17,45) 940,4 (16,98) 460,3 (8,25) 406,3 (3,89) 451,5 (14,12) 408,3 (4,98) 473,0 (26,25) (GPa) 5,2 3,9 4,4 4,6 5,1 21,7 17,1 18,3 19,3 20,4 15,9 14,4 13,7 13,0 15,7 26,5 20,6 23,1 24,7 26,3 20,5 15,8 17,3 18,7 19,8 5,5 4,3 4,5 4,9 5,4 1,3 1,1 1,3 1,1 1,4 74

90 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Deneyler sonucunda basınç ve kesme dalga hızlarının laminalanma düzlemlerinden (anizotropi düzlemi) etkilendiği, değerlerinin konum açısına göre değişiklik gösterdiği görülmüştür. Genel olarak örneklerin hepsinde dalga hızlarının β nın 0 ve 90 olduğu durumlarda en yüksek, β nın 30 e olduğu durumda ise en düşük değerleri aldığı görülmüştür. Ölçülen V p ve V s dalga hızlarının, örneklerden tek eksenli sıkışma dayanımı yüksek olan kumtaşlarda yüksek, düşük olanlarda ise düşük hızda olduğu görülmüştür. Ölçülen dalga hızları ile dinamik deformasyon modülleri (E din ) hesaplanmıştır. Dinamik deformasyon modülü ile konum açısı β arasındaki ilişkiyi saptanmak için iki parametre arasında tüm kaya blokları için grafikler için çizilmiştir (Şekil 4.16). Grafiklerden görüldüğü gibi basınç ve kesme dalga hızlarına bağlı bir parametre olan dinamik deformasyon modülü (E din ) değerlerininde bu şekilde konumlandığı saptanmıştır. Dinamik deformasyon modülün statik deformasyon modülünden çok büyük çıkmasının sebebi statik deformasyon deneylerinin mevcut poroziteden çok fazla etkilenmesi olarak görülmüştür. 75

91 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok E din (GPa) 5,5 5,0 4,5 4,0 3, Yönelim Açısı (derece) E din (GPa) 22,0 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16, Yönelim Açısı (derece) E din (GPa) 16,5 15,5 14,5 13,5 12, Yönelim Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6.Blok E din (GPa) 27,0 26,0 25,0 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 19, Yönelim Açısı (derece) E din (GPa) 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 15,0 14, Yönelim Açısı (derece) E din (GPa) 6,0 5,5 5,0 4,5 4, Yönelim Açısı (derece) Ortalama Ortalama Ortalama (d) (e) (f) 7. Blok 1,5 E din (GPa) 1 0, Yönelim Açısı (derece) Ortalama Şekil (a), 2 (b), 3 (c), 4 (d), 5 (e), 6 (f) ve 7. (g) blokta yönelim açısı ile dinamik deformasyon modülü arasındaki ilişki. (g) 76

92 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4.5. Kumtaşlarının Dayanım, Deformasyon ve Dinamik Özellikleri Arasındaki İlişkiler Bu bölümde dayanım deneylerinden elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı σ c, deformasyon deneylerinden elde edilen statik deformasyon modülü (E st ), sonik hız deneylerinden elde edilen V p, V s dalga hızı ve dinamik deformasyon modülü (E din ) parametreleri birbirleri ile korale edilerek aralarındaki ilişkiler tespit edilmiştir. Parametreler arasındaki ilişkilerin tespiti için basit regresyon analizinden yararlanılarak aralarındaki ilişki denklemlerle ifade edilmiştir. Parametreler arasında korelasyon katsayısı (R 2 ) 0,83 ile 0,98 arasında değişen yüksek ilişkiler tespit edilmiştir. İlişkilerde korelasyon katsayısı R 2 e 1 değerine yaklaştıkça ilişkiler daha doğru bir yaklaşım sunar. Parametreler kendi aralarında V p - V s, σ c -E st, σ c -V p, σ c -E din, E st -V p, E st -E din olarak ilişkilendirilmiştir. İlgili parametreler arasında en yüksek ilişkinin 0,98 lik korelasyon katsayısı ile V p -V s parametreleri arasında olduğu tespit edilmiştir. Sonuç olarak tüm parametrelerin birbirleri ile anlamlı ilişkiler sunduğu tespit edilmiştir. Korelasyon sonucu elde edilen grafikler aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.17). 77

93 4.ARAŞTIRMA BULGULARI V p -V s T.S.D-E st T.S.D-V p V s (m/sn) 2500 V s = V p R 2 = V p (m/sn) Est (MPa) Est = Ln(T.S.D) R 2 = T.S.D (MPa) V p (m/sn) Vp = 1338Ln(T.S.D) R2 = T.S.D (MPa) T.S.D - E din E st - V p E st -E din E din (GPa) E din = Ln(T.S.D) R 2 = V p (m/sn) Vp = Ln(E st ) R2 = E din (GPa) E din = (E st ) R 2 = T.S.D (MPa) Est (MPa) E st (MPa) Şekil V p -V s, σ c -E st, σ c -V p, σ c -E din V p -E st, E st -V p, E din -E st parametreleri arasındaki ilişkiler. 78

94 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 4.6. Anizotropik Kumtaşlarında Kestirim Yöntemleri Bu çalışmada zayıf ve orta derece anizotropi gösteren Cingöz formasyonu kumtaşlarının kesitirilmesi için üç farklı kestirim yönteminden yararlanılmıştır. İlk olarak Singh ve diğ. (1989) un önerdiği kestirim yöntemi, daha sonra ise basit ve çoklu resgresyon yöntemleri ile değerlendirmeler gerçekleştirilmiştir Singh ve diğ. (1989) nin Önerdiği Kestirim Yöntemi Singh ve diğ. (1989), U tipi anizotropi gösteren kayalarda, 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarındaki tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerinin bilinmesi koşulunda, diğer β açılarına karşılık gelen σ c değerlerinin tahmin edilebileceğini vurgulamış ve bu durumu aşağıdaki eşitlik ile açıklamıştır. σ cj =A-B[cos2(δ-β)] (4.1) Eşitlik 4.1 kullanılarak U tipi eğri, 0-30 ve aralıkları için iki parça halinde tanımlanır. Bu aralıklar arasında kalan diğer yönelim açılarında teorik değerler elde edilir. Eşitlikteki A ve B katsayıları yukarıda belirtilen aralıklar için 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarında deneylerde elde edilen verilerin kullanılması ile bulunur. Bulunan sabit sayıların eşitlikte yerine konulması ile 0, 30 ve 90 den farklı tüm yönelim açılarında öngörülen (teorik) değerlere ulaşılabilmektedir. U tipi dayanım ve deformasyon anizotropisi gösteren kayalarda, tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ), statik deformasyon modülü (E st ), dinamik deformasyon modülü (E din ), P ve S dalga hızı parametreleri (V p, V s ) regresyon eşitlikleri ile kullanılırak ölçülen deney verilerinden her parametrenin farklı yönelim açılarındaki tahmini değerlerine ulaşılabilmektedir. Bunun için her kaya grubunun 0, 30, 45, 60 ve 90 lik yönelim açılarında gerçekleşen deney sonuçların ortalaması göz önüne alınarak çizilen U tipi eğriler kullanılmaktadır. Bu çalışmada σ c, E st, E din, V p ve V s parametrelerinin 0, 30 ve 90 lik yönelim açısındaki değerlerinin ortalaması alınarak çizilen U tipi eğrilerden, A ve B sabitleri hesaplanmıştır. A ve B sabitleri hesaplandıktan sonra her bir parametre için 0-30 ve aralıkları için teorik denklemler oluşturulmuştur (Çizelge 4.13). Çizelgede verilen σ cj, E stcj, P cj, S cj ve E dincj teorik parametre değerlerini ifade 79

95 4.ARAŞTIRMA BULGULARI etmektedir. Verilen eşitliklerde β değeri ise teorik değerin hesaplanması istenilen yönelim açısı değeridir. Çizelge Kumtaşı blokları için hesaplanmış regresyon denklemleri. Parametre Blok Eşitlik No 0 β β 90 1 σ cj =20,25-7,28[cos2(30-β)] σ cj =15,4-2,43[cos2(30-β)] 2 σ cj =41,82-21,26[cos2(30-β)] σ cj =30,25-10,03[cos2(30-β)] σ c (MPa) 3 σ cj =29,07-14,42[cos2(30-β)] σ cj =20,02-5,37[cos2(30-β)] 4 σ cj =52,79-28,86[cos2(30-β)] σ cj =40,80-16,87[cos2(30-β)] 5 σ cj =48,59-20,38[cos2(30-β)] σ cj =34,65-6,44[cos2(30-β)] 6 σ cj =16,13-3,32[cos2(30-β)] σ cj =15,14-2,33[cos2(30-β)] 7 σ cj =7,76-1,90[cos2(30-β)] σ cj =6,93-1,07[cos2(30-β)] 1 E stcj =1223,81-518,32[cos2(30-β)] E stcj =901,86-196,37[cos2(30-β)] 2 E stcj =3374,59-992,78[cos2(30-β)] E stcj =2994,00-612,19[cos2(30-β)] E st (MPa) 3 E stcj =2968, ,04[cos2(30-β)] E stcj =1714,75-643,79[cos2(30-β)] 4 E stcj =4030, ,80[cos2(30-β)] E stcj =3194,84-545,89[cos2(30-β)] 5 E stcj =3620, ,84[cos2(30-β)] E stcj =2762,40-464,28[cos2(30-β)] 6 E stcj =1224,77-432,74[cos2(30-β)] E stcj =1003,36-211,33[cos2(30-β)] 7 E stcj =410,55-72,72[cos2(30-β)] E stcj =374,50-36,67[cos2(30-β)] 1 P cj =1964,03-541,86[cos2(30-β)] P cj =1615,25-193,08[cos2(30-β)] 2 P cj =3451,93-753,68[cos2(30-β)] P cj =3040,57-342,32[cos2(30-β)] P 3 P cj =3074,72-483,06[cos2(30-β)] P cj =2768,63-176,97[cos2(30-β)] (m/sn) 4 P cj =3662,56-812,56[cos2(30-β)] P cj =3161,93-311,93[cos2(30-β)] 5 P cj =3626, ,52[cos2(30-β)] P cj =2923,13-349,01[cos2(30-β)] 6 P cj =1813,83-316,10[cos2(30-β)] P cj =1628,63-130,90[cos2(30-β)] S (m/sn) E din (GPa) 7 P cj =1030,67-178,94[cos2(30-β)] P cj =933,52-81,79[cos2(30-β)] 1 S cj =1012,25-214,00[cos2(30-β)] S cj =865,01-66,76[cos2(30-β)] 2 S cj =2010,26-309,89[cos2(30-β)] S cj =1774,87-74,47[cos2(30-β)] 3 S cj =1732,54-299,30[cos2(30-β)] S cj =1528,70-95,46[cos2(30-β)] 4 S cj =2257,88-405,52[cos2(30-β)] S cj =1980,51-128,15[cos2(30-β)] 5 S cj =1943,39-330,94[cos2(30-β)] S cj =1696,54-84,09[cos2(30-β)] 6 S cj = ,88[cos2(30-β)] S cj =903,63-73,51[cos2(30-β)] 7 S cj =512,27-103,94[cos2(30-β)] S cj =451,47-43,14[cos2(30-β)] 1 E dincj =6,48-2,54[cos2(30-β)] E dincj =4,73-0,79[cos2(30-β)] 2 E dincj =26,30-9,24[cos2(30-β)] E dincj =19,30-2,24[cos2(30-β)] 3 E dincj =18,74-5,7[cos2(30-β)] E dincj =14,83-1,79[cos2(30-β)] 4 E dincj =32,59-11,96[cos2(30-β)] E dincj =24,46-3,83[cos2(30-β)] 5 E dincj =25,13-9,34[cos2(30-β)] E dincj =18,48-2,69[cos2(30-β)] 6 E dincj =6,68-2,42[cos2(30-β)] E dincj =5,02-0,76[cos2(30-β)] 7 E dincj =1,62-0,56[cos2(30-β)] E dincj =1,3-0,24[cos2(30-β)] 80

96 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Eşitlikler hesaplandıktan sonra her bir kumtaşı bloğununa ait deneysel veriler ile eşitlilerle hesaplanan teorik veriler karşılaştırılmıştır. Bunun için her bloğa ait σ cj, E st, V p, V s ve E din parametreleri ve yönelim açısı arasında eğriler çizdirilmiştir. Bu işlem sonucunda, 1, 2, 3, 4, 5 ve 6. bloklara ait teorik değerler ile ölçülen gerçek değerler arasında uyum olduğu, 7. bloğa ait verilerde ise uyum olmadığı gözlenmiştir. Teorik eğri ve deneysel verilerin yönelim açıları ile değişimi gösteren grafikler aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.18, 4.19, 4.20, 4.21, 4.22). Araştırmacıların önerdiği kestirim denklemlerinin hesaplanmasında sadece 0,30 ve 90 lik yönelim açılarındaki deney verileri kullanıldığından bazı durumlarda ara yönelim açılarında büyük hatalara sebebiyet verebilmektedir. Yine genelleştirme yapılamaması ve sadece bir deney grubu için değerlendirme yapılabildiği için resgresyon modelleri ile yapılan kestirim yöntemlerine göre kullanışlı değildir. 81

97 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (a) (b) (c) 4.Blok 5. Blok 6. Blok T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngürülen (Teorik) Deneysel Öngürülen (Teorik) Deneysel Öngürülen (Teorik) Deneysel (d) (e) (f) 7.Blok T.S.D (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel (g) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; Tek eksenli sıkışma dayanımı (σ c ). 82

98 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (d) (e) (f) 7. Blok Est (MPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel (g) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; Statik deformasyon modülü (E st ). 83

99 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik( Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (d) (e) (f) 7. Grup Vp (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel (g) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; P dalga hızı (V p ). 84

100 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1.Blok 2. Blok 3. Blok Vs (m/sn) Vs (m/sn) Vs (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Yönelim Açısı (derece) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngülen (Teorik) Deneysel (a) (b) (c) 4. Blok 5. Blok 6. Blok Vs (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Vs (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Vs (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (deneysel) Deneysel (d) (e) (f) 7. Blok Vs (m/sn) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel (g) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; S dalga hızı (V s ). 85

101 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 1. Blok 2. Blok 3. Blok Edin (GPa) 5,5 5 4,5 4 3, Yönelim Açısı (derece) Edin (GPa) Yönelim Açısı (derece) Edin (GPa) Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (a) (b) (c) 4.Blok 5. Blok 6. Blok Edin (GPa) Yönelim Açısı (derece) Edin (GPa) Yönelim Açısı (derece) Edin (GPa) 6 5,5 5 4, Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel Öngörülen (Teorik) Deneysel (d) (e) (f) 7. Blok Edin (GPa) 1,5 1,4 1,3 1,2 1, Yönelim Açısı (derece) Öngörülen (Teorik) Deneysel (g) Şekil Deneysel ve teorik değerler arasındaki ilişki; Dinamik deformasyon modülü (E din ). 86

102 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Regresyon Yöntemleri ile Kestirim Regresyon analizi, aralarında sebep-sonuç ilişkisi bulunan iki veya daha fazla değişken arasındaki ilişkiyi belirlemek ve bu ilişkiyi kullanarak konu ile ilgili tahminler (estimation) yada kestirimler (prediction) yapabilmek amacıyla yapılır. Doğada birçok olayda sebep-sonuç ilişkisine rastlamak mümkündür. Sedimanter kayalar, mineral ve kaya parçalarının yeryüzünde veya yakın kesimlerde depolanması ve sıkışması ile oluşur. Çökelme havzasında depolanmış olan sedimanların depolanmadan kaya haline gelinceye kadar geçirdiği metamorfizma dışındaki tüm fiziksel ve kimyasal değişikliklere ise diyajenez denir. Diyajenez olayı ile taneler daha sık olarak yaklaşır. Böylece sedimanların porozitesi ve permeabilitesi düşürken yoğunluğunda ise artışlar olur. İlk çökelme anında içlerinde %80 oranındaki su miktarı, %20 ve hatta daha düşük oranlara düşer. Diyajenez olayı ne kadar kuvvetli ise taneler o derece birbirine yaklaşır. Diğer yandan sedimanter kayacın dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerini etkileyen diğer önemli etkenler ise, sedimanların sıkışma derecesi, hızı, orijinal sediman tanelerinin cinsi, şekil ve büyüklüğü, üstlerine gelen malzemenin kalınlığı ve zamandır. Sıkışma olayına kaba taneli kumda pek rastlanmaz iken ince taneli taneli kumlarda pekişme oldukça iyi derecelerde olabilmektedir. Yine diajenezin bir evresi olan sedimanların çimentolanması sürecide, dayanım ve diğer özellikler üzerinde etkili olabilmektedir. Çimentolanma olayı sonucu kayalarda permebilite azalışı gözlenir. CaCO 3 çimentolu kayalarda sedimantasyon sonrası bazı olaylar ile CaCO 3 bir kısmı çözülerek kayacın porozitesinde bir miktar artış yoğunluğunda ise bir mikar azalma gözlebilir. Silis çimentolu kayalarda, diajenetik süreçlerde, optikçe büyümeler, raplasman ve rekristalizasyon olayları çimentoyu takviye eder böylece oluşan kayanın daha sağlam bir yapıda olmasını sağlar. Buradan anlaşılacağı üzeri kırıntılı sedimanter kayalarda fiziksel ve petrografik özellikler kayacın mekanik ve dinamik özellikleri ile yakından ilişkilidir. Regresyon analizinde sonucun yorumlanması için çeşitli istatistiksel parametrelerden yararlanılır. Regresyon analizi sonuçlarının değerlendirilmesinde kullanılan bazı parametreler aşağıda kısaca açıklanmıştır. 87

103 4.ARAŞTIRMA BULGULARI İstatistiksel parametrelerin içinde en önemlisi modelin uyum iyiliğininin değerlendirilmesinde kullanılan belirlilik katsayısıdır (R-kare). R 2 modelin açıklayıcılık gücünü gösterir. 0 ile 1 arasında değerler alır. Tüm birim değerlerinin regresyon doğrusu üzerinde bulunması halinde R 2 1 değerini alır. R 2 aşağıdaki eşitlik ile bulunur. R 2 n ^ n 2 ( Y j y) j= 1 j= 1 = = 1 n n 2 ( Y j y) j= 1 j= 1 ( Y j ( Y j ^ Y ) y) R 2 1 (4.2) Yukarıdaki eşitlikte n, regresyon modelindeki veri sayısı; j, birim değerlerin sıra numarası; Y j, j. bağımlı değişkeni; y, bağımlı değişkenlerin ortalamasını; j, j. bağımlı değişkenin hesaplanan değeridir. Y^ Yukarıdaki eşitlikte bulunan ( Y j Y n j= 1 ^ ) 2, ifadesi hata kareleri toplamını n 2 2 (SSE); ( Y j y), toplam kareler toplamını (SST); ( Y y) ise regresyon j= 1 modeli kareler toplamını (SSR) ifade etmektedir. Eşitlik kısaca aşağıdaki gibi olur. R 2 = SSR SSE SSE = 1 0 R 2 1 (4.3) SST Aynı zamanda SST= SSE + SSR dir. Diğer yandan regresyon analizinde modele ilave edilen bağımsız değişkenler R 2 de bir artış yaratacaktır. Bu nedenle ilave değişkenleri ve serbestlik derecesini dikkate almak üzere düzeltilmiş Ra 2 (adjusted R 2 ) hesaplanır. Ra 2 aşağıdaki formülle hesaplanmaktadır. Ra 2 2 ( n 1) R k = n 1 k n j= 1 R 2 >Ra 2 (4.4) Yukarıdaki eşitlikte n, veri sayısı; k ise regresyon modelindeki parametre sayısını ifade etmektedir. Basit regresyon modelinde k=2 dir. Regresyon modellerinde gözlenen (fiili) birim değerler ile tahmin edilen birim değerler arasında farklar olabilir. Tahmin edilen ile gerçek değerler arasındaki ^ j 88

104 4.ARAŞTIRMA BULGULARI farkın bir ölçütü tahminin standart hatasıdır (standart error of estimate, SEE). SEE, aşağıdaki bağıntı ile hesaplanmaktadır. S= n j=1 ( Y j Y n k ^ 2 j ) (4.5) Regresyon modelinde her bir bağımlı gözlenen (fiili) birim değerleri ile tahmin edilen birim değerleri arasında farklar artık terimi (residuals) ile ifade edilmektedir. Değeri aşağıdaki aşağıdaki eşitlikten hesaplanır. ^ Artık = Y j Y j (4.6) Regresyon analizinde her bir bağımlı değişken için artıklar hesaplanır. Eğer artık değer pozitif ise gözlenen gerçek değer regresyon modeli eğrisinin üstünde, negatif ise eğrinin altında yer aldığını gösterir. Artık değerinin sıfır olması gözlenen gerçek değerin regresyon modeli eğrisinin üzerinde olduğunu gösterir. Artıkların toplamı (sum of residuals, SR) ise aşağıdaki eşitlik ile hesaplanır. n SR = ( Y j Y j (4.7) j= 1 ^ ) Eşitlik 4.9 tüm veriler için toplam artığı ifade etmektedir. Eğer regresyon modeli ile hesaplanan tüm tahmini değerler eğrinin üzerinde ise SR değeri sıfırdır. Artıkların ortalaması (average residuals, AR) ise; n ^ ) ( Y j Y j j= 1 AR = (4.8) n Artık kareleri toplamı(rss=sse; residual or error sum of squares) iki şekilde ifade edilmektedir. Bunlar mutlak (absolute) ve göreceli (relative) olarak ifade edilir. n SSE (mutlak) = ( 2 Y j Y (4.9) j= 1 ^ ) n ^ 2 SSE R (göreceli) = ( Y j Y ) * W j (4.10) j= 1 89

105 4.ARAŞTIRMA BULGULARI 0 dır. n 1.0 W j = 2 σ, W n (4.11) i = j j=1 σ j, j. bağımlı değişkenin standart hatası; n ise toplam veri sayıdır. Eğer tüm noktalar eksiksiz olarak eğrinin üzerinde yer alıyorsa SSE değeri Hata terimindeki otokorelasyonu belirlemenin yöntemi ise Durbin Watson (DW) istatistigi olarak bilinen, istatistiginin kullanimidir. Ardışık hata farklarının kare toplamının hata kareler toplamına oranlanmasıyla bulunan bir istatistiksel bir ifadedir. Korelasyonu değil otokorelasyonu ölçer. Yalnızca birinci dereceden otokorelasyonu ortaya koyabilir. 0'la 4 arasında değerler arasında değerler alabilir ve bu değerler örneklem büyüklüğü ve açıklayıcı değişken sayısına göre farklılık gösteren tablo değerleriyle karşılaştırılır. 2'den küçükse pozitif, büyükse negatif otokorelasyon vardır. DW istatistiği 2 ve 2 ye yakın çıkması hata terimleri arasında otokorelasyonun olmadığını gösterir. DW= n t= 2 ( e e n t t= 1 ( e ) t 2 t 1 2 ) (4.12) Burada e t ; t=1,2,...,n için en küçük kareler regresyonundan elde edilen t'nci artık degerlerini göstermektedir. İstatistiksel parametrelerden yola çıkarak en iyi regresyon modelinin şeçimi yapılmaktadır. Bu çalışmada regresyon yöntemleri ile yapılan kestirim, basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon yöntemleri olarak iki iki farklı yöntemle yapılmıştır Basit Regresyon Yöntemleri ile Cingöz Formasyonu Kumtaşlarının Tek Eksenli Sıkışma Dayanımının Kestirilmesi Basit regresyon analizi, aralarında sebep-sonuç ilişkisi bulunan iki değişken arasındaki ilişkiyi belirlemek amacıyla yapılır. Bir basit regresyon modeli, Y=a+bx+e (4.13) 90

106 4.ARAŞTIRMA BULGULARI şeklinde bir bağımlı bir de bağımsız değişken içeren bir modeldir. Burada, Y; bağımlı (sonuç) değişken olup belli bir hataya sahip olduğu varsayılır. x; bağımsız (sebep) değişkeni olup hatasız ölçüldüğü varsayılır. a; sabit olup x=0 olduğunda Y nin aldığı değerdir. b; ise regresyon katsayısı olup, x in kendi birimi cinsinden 1 birim değişmesine karşılık Y de kendi birimi cinsinden meydana gelecek değişme miktarını ifade eder. e; tesadüfi hata terimi olup ortalaması sıfır varsayılır. Bu çalışmada σ c parametresinin kestirilmesi için fiziksel parametrelerden yoğunluk kullanılmıştır. Analiz verileri için 1, 2, 3, 4, 5 ve 6. bloğa ait tek eksenli sıkışma dayanımı verileri kullanılmıştır. 7. bloğa ait ilgili parametrenin yönelim açılarından diğerlerine benzer şekilde etkilenmemesinden dolayı analize sokulmamamıştır. Bağımlı değişken olarak σ c bağımsız değişken olarak da yoğunluk (p) belirlenmiştir. Fiziksel parametrelerden yoğunluluğun seçilmesinin nedeni bu çalışmada σ c parametresi ile en anlamlı ilişkileri sunmasından dolayıdır. Yoğunluk (ρ) ile σ c parametresi arasındaki ilişkiyi tespit etmek için korelasyon grafiği çizilmiştir (Şekil 4.23). Yoğunluk-Ölçülen T.S.D y = x R 2 = T.S.D (MPa) Yoğunluk (gr/cm3) Şekil σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu. Korelasyon grafiğinde eğim çizgisi etrafındaki noktalarda şaçınımlar görülmektedir. Bu saçınımlar tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerin yönelim açılarından etkilenmesinden dolayıdır. Grafik üzerinde görülen bu saçınımlar 91

107 4.ARAŞTIRMA BULGULARI anizotropi oranı (R c ) yükseldikçe artmaktadır. En büyük saçınımlar ortalama yoğunluğu 2,64 gr/cm 3 olan en yüksek anizotropi oranına sahip 4. blokta görülmektedir. Basit regresyon analizinde gerçeğe en yakın kestirimlerin yapılabilmesi için saçımların minimize edilmesi gerekmektedir. Şaçınımların azaltılması için anizotropi düzeltme faktörü geliştirilmiştir. Anizotropi düzeltme faktörü yönelim açısı, anizotropi oranı ve yönelim açılarına göre dayanım azalışları göz önünde bulundurularak belirlenmiştir. Düşük derece anizotropiye sahip kumtaşlarında Al Harthy (1998) in yaptığı deneylerde, 0 ve 90 lik yönelim açılarında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı oranı 1,07 olup, Çolak (1998) de ise bu bu oran 1-1,13 arasında değişmektedir. Bu çalışmada da zayıf derece anizotropi gösteren kayalarda, 0 ve 90 lik yönelim değerlerinde elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerleri birbirine yakın olduğundan 0 ve 90 lik yönelim değerleri için düzeltme faktörü 1 olarak alınmıştır (Çizelge 4.14). Yine çalışmada, zayıf derece anizotropi gösteren kayalarda 30 lik yönelim açısında 0 ve 90 lik yönelimlere göre ortalama dayanım azalma yüzdesi % 33 olduğundan 30 lik yönelim için düzeltme katsayısı 1,5 olarak alınmıştır (Çizelge 4.14). Diğer yandan orta ve yüksek derece anizotropiye sahip kayalarda, 0 ve 90 lik yönelim değerlerinde elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı oranı, Donath A. Fred (1964) in yaptığı çalışmada 1,55, Singh ve diğ. (1989) de 1,42-1,60, Ramamurthy ve diğ. (1993) de 1,33, Ajalloeian ve Lashkaripour (2000) da ise 1,59 şeklinde değişim göstermektedir. Bu çalışmada ise orta derece anizotropi oranına sahip 4. blokta 0 lik yönelim açısında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı 90 lik yönelim değerlerinde elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımına göre %23 daha az olduğundan düzeltme faktörü 90 için 1, 0 içinde 1,3 olarak belirlenmiştir (Çizelge 4.14). Yine orta ve yüksek derece anizotropi gösteren kayalarda 30 lik yönelim değerindeki dayanım azalması kaya tipine göre değişmektedir. 30 lik yönelim açısında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımının 90 lik yönelim açısında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımına göre dayanım azalışı, Ajalloeian ve Lashkaripour (2000) nin siltaşlarında yaptığı çalışmada %66-73, Donath A. Fred (1964), Singh ve diğ. (1989) ve Bayrak (2005) in metamorfik kayalarda yaptığı çalışmalarda ise %50-89 arasında değişmektedir. Bu çalışmada orta derece 92

108 4.ARAŞTIRMA BULGULARI anizotropi gösteren 4. blokta, 30 lik yönelim açısında 90 lik yönelim açısına göre %50 dayanım azalışı görülmesinden dolayı 30 lik yönelim için düzeltme faktörü 2 olarak belirlenmiştir (Çizelge 4.14). Yoğunluk-σ c korelasyon grafiğindeki saçınımların azaltılması için orta-düşük derece anizotropi gösteren kumtaşlarında elde edilen tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri ayrı ayrı anizotropi düzeltme faktörleri ile normalize edilmiştir (Şekil 4.24, Çizelge 4.14). Yoğunluk-Normalize Edilmiş T.S.D Normalize Edilmiş T.S.D (MPa) y = x R 2 = Yoğunluk (gr/cm3) Şekil Normalize edilmiş σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu. Çizelge Yönelim açısı ve anizotropi derecesine göre anizotropi düzeltme faktörleri. Anizotropi düzeltme faktörü Yönelim Açısı (β) Zayıf anizotropi Orta anizotropi Normalize işleminden sonra yoğunluk-normalize edilmiş σ c korelasyon grafiğinde saçınımların azaldığı görülmektedir. Yukarıdaki korelasyon grafiğinden aşağıdaki eşitlik bulunur (Eşitlik 4.14). 93

109 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Normalize edilmiş σ c (MPa) = 153,32* p 355, 83 (4.14) Daha sonra normalize edilmiş σ c değerleri yönelim açılarına ve anizotropi oranlarına göre belirlenmiş anizotropi düzeltme faktörlerine oranlanarak istenilen açı değerlerinde kestirimler yapılabilir. 153,32* p 355,83 σ c (MPa) = (4.15) anizotropidüzeltmefak. Basit regresyon analizine ait istatistiksel sonuçlar aşağıdaki çizelgede sunulmuştur (Çizelge 4.15). Analizde çok yüksek bir değer olan 0,96 lık korelasyon katsayısı elde edilmiştir. Çizelge Basit regresyon modeline ait istatistiksel parametreler. İstatistik Parametre Değeri SR AR SSE RMSE SEE VAF % 96 R σ c parametresine ait regresyon modeli ile hesaplanan değerler ile gerçek deney verileri arasındaki ilişkiyi belirten grafik aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.25). Genel T.S.D Tahmini T.S.D (MPa) y = x R 2 = Deneysel T.S.D (MPa) Şekil Deneysel ve tahmini tek eksenli sıkışma dayanımlarının çapraz korelasyon grafiği. 94

110 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Yukarıdaki çapraz korelasyon grafiğinden görüldüğü gibi elde edilen regresyon modelini gerçeğe çok yakın sonuçlar vermektedir. Elde edilen basit regresyon modeli zayıf ve orta derece anizotropi gösteren ve yoğunluğu 2,42 ile 2,65 gr/cm 3 arasında değişen Cingöz formasyonu için kumtaşları geçerlidir. Bulunan model ile kestirim yapılabilmesi için kestirim yapılacak kayanın anizotropi derecesinin bilinmesi gerekmektedir Doğrusal Olmayan Çoklu Regresyon Yöntemleri ile Cingöz Formasyonu Kumtaşlarının Tek Eksenli Sıkışma Dayınımının Kestirilmesi Çoklu regresyon modelinde, tek bir bağımlı değişken ile iki veya daya çok sayıda bağımsız (açıklayıcı) değişken arasındaki ilişki araştırılır. Doğrusal regresyon analizi, parametreleri yönünden doğrusal modeller üzerinde durmaktadır. Diğer bir anlatımla çoklu doğrusal regresyon analizi bağımsız değişkenlerin ağırlıklı bir ortalaması olarak düşünülebilir. Fakat değişkenler arasındaki ilişki her zaman doğrusal olmayabilir. Uygulamalarda değişkenler arasındaki ilişkinin gerçekte doğrusal olmaması halinde bile doğrusal regresyon modelinin belli bir bölge içinde fazla hatalı olmayan sonuçlar vermesi beklebilir. Ancak doğrusal bir ilişki kabulünün gerçek durumdan çok fazla uzaklaşması halinde doğrusal modeller ile yapılacak olan tahminlerdeki hata payı oldukça büyük olacağından doğrusal olmayan regresyon modellerini kullanmak gerekir. Doğrusal olmayan regresyonda değişkenler seçildikten sonra regresyon bağıntısının biçimine karar verilir. y = f x, x 1,...) (4.16) ( 2 y = f ( x, x 1 2,...) fonksiyonun parametreleri ise N N 2 2 min e = ( y f ( x, x,...)) (4.17) yj j= 1 j= 1 j 1 j 2 j En küçük hata kareleri toplamını sağlayacak biçimde belirlenir. Eşitlikte xi j, bağımsız değişkenleri; y j, bağımlı değişkeni; j, birim değerlerinin sıra numaralarını ve n, regresyon modelindeki veri sayısını göstermektedir. 95

111 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Bu çalışmada DATAFIT 8.2 programı ile doğrusal olmayan regresyon analizi kullanılarak σ c parametresini kestirmek için regresyon modeli oluşturulmuştur. Çalışmada oluşturulan regresyon modelinde bağımlı değişken olarak σ c bağımsız değişkenler olarak ise yönelim açısı (β) ve yoğunluk (ρ) seçilmiştir. Fiziksel parametrelerden yoğunluluğun seçilmesinin nedeni σ c parametresi ile en anlamlı ilişkileri sunmasından dolayıdır. Yoğunluk (ρ) ile σ c parametresi arasındaki ilişkiyi tespit etmek için korelasyon grafiği çizilmiştir (Şekil 4.26). Yine yönelim açısı ile σ c parametresi arasında ise poligonal (U) tipte bir ilişki vardır. Bağımsız değişkenler arasında ise hiçbir ilişki yoktur, tamamen bağımsızdır. Analiz verileri için 1, 2, 3, 5 ve 6. bloklardan elde edilen deney verileri kullanılmış 4 ve 7. Blok analize sokulmamıştır. 7. bloğun analizi sokulmamasın nedeni bloğa ait parametrelerin yönelim açısından diğerlerine benzer şekilde etkilenmemesidir. 4. blok ise diğer bloklardan daha yüksek anizotropi oranına sahip olduğundan analize sokulmamıştır. Yoğunluk-Ölçülen T.S.D y = x R 2 = 0.80 T.S.D (MPa) Yoğunluk (gr/cm3) Şekil σ c parametresinin yoğunluk (ρ) ile korelasyonu. Buradan yola çıkarak bahsi edilen parametre için belirlik katsayısı (R 2 ) çok yüksek olan regresyon modeli oluşturulmuştur. Modele ait üç boyutlu regresyon model grafiği çizdirilmiştir. 3 boyutlu regresyon model grafiğinde X1 ekseni yönelim 96

112 4.ARAŞTIRMA BULGULARI açısı (β, derece), X2 ekseni ise yoğunluk (ρ, gr/cm 3 ), Y ekseni ise σ c (MPa) parametresidir. Yine regresyon modelinde hataların saçılımını görmek için 3 boyutlu artık (residual) grafikleri çizildirilmiştir. Artik grafiklerinde farklı olarak, Y ekseni artığın değerini ifade etmektedir σ c parametresi ile yapılan regresyon analizi sonucunda 6 parametreli polinomal ifade olan aşağıdaki eşitlik modeli tespit edilmiştir. 2 3 e f σ c (MPa)= a + b * β + c * β + d * β + + (4.18) 2 ρ ρ Yukarıda eşitlikte β, yönelim açısı (0,30,45,60 ve 90 ) ρ, Yoğunluk (2,42 p 2,60 gr/cm 3 ) olmak üzere regresyon modeli katsayıları ise a=2275,64 b=- 0,49 c=0,01 d=-5,29*10-5 e=-10434,07 f=12020,67 dir. Regresyon analizinde, en yüksek pozitif artık 5,60 MPa, negatif artık ise -7,69 MPa olarak çıkmıştır. Tüm veriler dahil olmak üzere en büyük hata %31,30 olup ortalama hata %8,79 civarındadır. Regresyon analizinde korelasyon katsayısı oldukça yüksek bir değer bir değer olan 0,93 olarak bulunmuştur. Bu verilerden yola çıkarak σ c modellemesin gerçeğe oldukça yakın değerler verdiği anlaşılamaktadır. Regresyon modeline ait istatistiksel parametreler aşağıda sunulmuştur (Çizelge 4.14). Çizelge Çoklu regresyon modeline ait istatistiksel parametreler. İstatistiksel Değeri Parametre SR -1,54 x 10-7 AR -1,83 x 10 9 SSE 394,90 SSE R 394,90 RMSE 2,17 SEE 2,25 VAF (%) 93,24 R 2 0,932 Ra 2 0,928 DW 0,96 Yine σ c parametresine ait regresyon eşitliğinin 3 boyutlu grafiği aşağıda sunulmuştur. (Şekil 4.27) Grafik incelendiğinde regresyon modeli yüzeyinin, X1 ekseni doğrultusunda U tipi, X2 ekseni doğrultusunda ise yükseldiği görülmektedir. 97

113 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Regresyon model yüzeyinin bu şekilde olması, σ c parametresinin açılardan etkilendiği ve yoğunluk ile değerinin arttığını göstermektedir. Yine şekilde regresyon modeli yüzeyi üzerinde bulunan siyah noktalar gerçek deney verilerini gösterirken siyah çizgiler pozitif, kırmızı çizgiler ise o noktadaki negatif artık terimleri ifade etmektedir. Şekil σ c parametresine ait regresyon modelinin 3 boyutlu grafiği. Yine σ c parametresine ait regresyon analizi sonucu ortaya çıkan artıkları gösteren 3 boyutlu grafik aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.28). 3 boyutlu artık grafiği bağımsız değişkenlere göre analiz sonucunda çıkan artık değerleri göstermektedir. Artıkların Y ekseninde bulunan 0 değerinin doğrultusuna doğru yaklaşması analizde hataların daha az olduğunu göstermektedir. 98

114 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Şekil σ c parametresine ait 3 boyutlu artık grafiği. σ c parametresine ait regresyon modeli ile hesaplanan değerler ile gerçek deney verileri arasındaki ilişkiyi belirten grafik aşağıda sunulmuştur (Şekil 4.29). Tahmini T.S.D (MPa) Genel T.S.D y = x R2 = Deneysel T.S.D (MPa) Şekil Deneysel ve tahmini tek eksenli sıkışma dayanımlarının çapraz korelasyon grafiği. 99

115 4.ARAŞTIRMA BULGULARI Elde edilen çoklu doğrusal olmayan regresyon modeli zayıf derece anizotropi gösteren ve yoğunluğu 2,42-2,60 gr/cm 3 arasında değişen Cingöz formasyonu kumtaşları için geçerlidir. Sonuç olarak bu çalışmada anizotropi gösteren kumtaşlarında kestirim için kullanılan 3 farklı yöntemden regresyon yöntemleri ile yapılan kestirimlerin Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim yönlerine göre pratik ve daha doğru yaklaşımlar sunduğu tespit edilmiştir. Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim yöntemlerinde genelleştirme yapılamamakta sadece bir deney grubu için değerlendirme yapılabilmektedir. Diğer yandan kestirim denklemlerinin hesaplanmasında sadece 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarındaki deney verilerinin kullanılması nedeniyle ara yönelim değerlerinde büyük hatalar verebilmektedir. Yine bir kestirimin tüm yönelim açıları için ifade edilememesi bunun için 0-30 ve lik yönelim aralıkları için ayrı ayrı tanımlanması pratiklik sağlamamaktadır. Basit ve çoklu regresyon yöntemlerinde, tüm yönelim açılarındaki veriler göz önünde bulundurulduğundan ve tüm deney numuneleri için genelleştirilmiş yaklaşımlar elde edilmesinden dolayı pratik ve daha doğru yaklaşım sunmaktadırlar. 100

116 5.SONUÇLAR ve ÖNERİLER 5. SONUÇLAR ve ÖNERİLER Adana baseni Tersiyer yaşlı Cingöz formasyonuna ait 7 adet laminalı kumtaşı bloğununun mineralojik, petrografik, fiziksel, dayanım, deformasyon ve dinamik özelliklerinin belirlenmesi için yapılan bu çalışmada elde edilen sonuçlar aşağıda özetlenmiştir. Örneklerden hazırlanan ince kesitler üzerinde yapılan petrografik çalışmalara göre, kumtaşı bloklarından 4. bloğun çok ince, 1,2,3 ve 5. bloğun ince kumtaşı, 6 ve 7. blokların ise orta kumtaşı olduğu saptanmıştır. Yine ince kesitler üzerinde yapılan mineralojik incelemelerde kumtaşı bloklarının bol miktarda kaya parçalarından oluştuğu bunun yanında siltli-killi bir matriks ve karbonatlı bir çimento ile tutturulduğu tespit edilmiştir. Yapılan mineralojik çalışma sonucunda elde edilen kuvars, feldspat ve kayaç parçaları yüzdelerine göre kumtaşı bloklarının Travis (1970) e göre litik kumtaşı olduğu saptanmıştır. Yine ince kesitlerde tanelerde bir yönlenme gözlenmemiş olup anizotropinin laminalanma ile ilişkili olduğu saptanmıştır. Kumtaşı bloklarının fiziksel özelliklerin belirlemek için yapılan deneylerden elde edilen verilere göre kumtaşı bloklarının 2,35 gr/cm 3 ten 2,64 gr/cm 3 e kadar değişen yoğunluk değerlerine sahip olduğu tespit edilmiştir. Pekişme derecesi daha iyi olan ince ve çok ince kumtaşlarında yoğunluk değerlerine artışlar gözlenmiştir. En iyi pekişmiş kumtaşı bloğu olan 4. blokta yoğunluk 2,64 gr/cm 3 tespit edilmişken pekişmesi zayıf orta kumtaşı olan 7 blokta ise 2,35 gr/cm 3 olarak ölçülmüştür. Diğer yandan kumtaşı bloklarından en düşük görünür porozite 2,4 (%) ile 4. blokta gözlenirken 7. blokta ise en yüksek değer olan 10,4 (%) ulaştığı görülmüştür. Kumtaşı bloklarının dayanım anizotropisi özelliklerini belirlemek amacı ile laminalanma düzlemlerinin düşeyle yaptığı açı 0, 30, 45, 60 ve 90 e olan karotlar üzerinde yapılan tek eksenli sıkışma dayanımı deneylerine göre kumtaşı blokların 49,6-5,9 MPa arasında değişen tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerine sahip olduğu görülmüştür. Kumtaşlarını oluşturan tanelerin boyutlarının incelmesi ile pekişme derecesinde artış olduğu bilinmektedir. Bu durum Cingöz formasyonu kumtaşlarında da gözlenmiştir. En yüksek tek eksenli sıkışma dayanımı çok ince 101

117 5.SONUÇLAR ve ÖNERİLER kumtaşı olan 4. blokta en düşük tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri ise orta taneli kumtaşı olan 7. blokta tespit edilmiştir. Yine tek eksenli sıkışma dayanımlarının artan yoğunluk değerleri ile artış gösterdiği tespit edilmiştir. En yüksek yoğunluğa sahip 4. blokta en yüksek tek eksenli sıkışma dayanımı değerleri tespit edilmiştir. Deneylerde 5. blok dışında en yüksek tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerinin β=90 de en düşük tek eksenli sıkışma dayanımı değerlerinin ise β=30 de ortaya çıktığı görülmüştür. Buradan yola çıkarak kumtaşı bloklarının U tipi dayanım anizotropi gösterdiği belirlenmiştir. Diğer yandan kumtaşı bloklarının 1,27 den 2,07 ya kadar değişen anizotropi oranlarına (σ max/ σ min ) sahip olduğu tespit edilmiştir. Kumtaşı bloklarından laminaları çok güzel gelişmiş ve diğerlerine nazaran daha yüksek dayanım gösteren 4. blokta orta derece dayanım anizotropisi tespit edilmiştir. Diğer blokların ise zayıf derecede dayanım anizotropisi gösterdiği belirlenmiştir. Kumtaşlarında dayanım anizotropisinin laminalanmayla birinci dereceden ilişkili olduğu tespit edilmiştir. Kumtaşı bloklarında anizotropi açısının (φ) dolaylı çekme dayanımı deneyi üzerinde etkisini belirlemek için kumtaşı blokları üzerinde dolaylı çekme dayanımı deneyleri yapılmıştır. Deneylerde en yüksek dolaylı çekme dayanımı 4,57 MPa ile 4. blokta (φ=0 ) görülürken en düşük değerlerin ise 0,33 MPa ile 7. blokta (φ=60 ) görüldüğü tespit edilmiştir. Yapılan deneylerden elde edilen verilere göre dolaylı çekme dayanımı değerin anizotropi açısından (φ) etkilendiği ve en düşük değerlerin φ=60 de en yüksek değerlerin ise φ=0 ve φ=90 de gerçekleştiği görülmüştür. Cingöz Formasyonu kumtaşların deformasyon anizotropisi özelliklerini belirlemek amacı ile laminalanma düzlemlerinin düşeyle yaptığı açı 0, 30, 45, 60 ve 90 olan karotlar üzerinde tek eksenli gerilme koşulları altında deformasyon ölçümleri yapılmıştır. Kumtaşı bloklarının 3475 MPa (4. blok β=90 ) ile 338 MPa (7. blok β=30 ) arasında değişen deformasyon modülleri gösterdiği saptanmıştır. Yine yapılan deneylere göre Cingöz formasyonu laminalı kumtaşlarıda transversal anizotropi koşullarının var olduğunu görülmüştür. Dinamik özelliklerin belirlenmesi amacı ile sonik hız deneyleri yapılmıştır. Sonik hız deneylerinden elde edilen verilere göre kumtaşlarında en yüksek P ve S dalga hızlarının β nın 0 olduğu durumda, en düşük olduğu durumun ise β nın

118 5.SONUÇLAR ve ÖNERİLER olduğu durumda ortaya çıkdığı görülmüştür. Aynı zamanda kumtaşı bloklarından ince taneli olanlarda P ve S dalga hızlarının orta taneli kumtaşlarına oranla daha hızlı bir şekilde geçtiği saptanmıştır. Diğer yandan kumtaşlarında tek eksenli sıkışma dayanımlarının artış göstermesi ile P ve S dalga hızlarında da artışlar olduğu tespit edilmiştir. Kumtaşlarında dalga hızlarının kumtaşlarının yoğunluklarıyla da ilişkili olduğu saptanmıştır. Artan yoğunluk değerlerine paralel dalga hızlarında da artışlar gözlenmiştir. Bu faktörlere bağlı olmak üzere Cingöz formasyonu kumtaşlarında P dalga hızlarının 3318 (4.blok) 852 (7.blok) m/sn arasında S dalga hızlarının ise 2055 (4.blok)-406 (7.blok) m/sn arasında değiştiği görülmüştür. P ve S dalgalarının bir fonksiyonu olan dinamik deformasyon modülü değerlerininde açılara göre aynı şekilde değişim gösterdiği görülmüş olup 1,1-26,5 GPa arasında değerler aldığı tespit edilmiştir. Çalışmanın son bölümünde anizotropik özellik gösteren laminalı Cingöz formasyonu kumtaşlarında mekanik ve dinamik parametrelerinin yönelim açılarına göre kestirilebilmesi için 3 farklı kestirim yöntemlerinden yararlanılmıştır. Bunlardan birincisinde, Singh ve diğ. (1989) nin önerilerine göre σ c, E st, V p, V s ve E din parametrelerinin yönelim açılarına göre azalış (0-30 ) ve artış (30-90 ) gösterdiği bölümler için 0, 30, 90 lik yönelimlerde ölçülen değerlerden öngörülen (teorik) değerleri veren kestirim eşitlikleri ayrı ayrı hesaplanmıştır. İkinci kestirim yönteminde ise σ c parametresini kestirmek için basit ve çoklu regresyon yöntemlerinden yararlanılmıştır. Basit regresyon yöntemleri kullanılarak yapılan kestirimde, zayıf ve orta derecede anizotropi gösteren ve yoğunluğu 2,42 ile 2,65 gr/cm 3 arasında değişen kumtaşlarında 0,96 lık oldukça yüksek korelasyon katsayısı bulunmuştur. Yine doğrusal olmayan çoklu regresyon yöntemleri kullanılarak yapılan analizde, zayıf derece anizotropi gösteren ve yoğunluğu 2,42-2,60 gr/cm 3 arasında değişen kumtaşlarında 0,93 lik oldukça yüksek korelasyon katsayısı elde edilmiştir. Kullanılan 2 farklı yöntemden regresyon yöntemleri ile yapılan kestirimlerin Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim yönlerine göre pratik ve daha doğru yaklaşımlar sunduğu tespit edilmiştir. Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği yaklaşımda her bir örneğin 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarındaki deney değerlerin bilinmesini gerektiğinden ve eğrinin artan (0-90 ) ve azalan (0-30 ) davranış 103

119 5.SONUÇLAR ve ÖNERİLER gösterdiği bölümler için ayrı ayrı eşitlikler ile hesaplanmasını gerektirdiğinden uygulamada pratik olmadığı görüşü elde edilmiştir. Diğer yandan Singh ve diğ. (1989) nin önerdiği kestirim yöntemlerinde genelleştirme yapılamamakta sadece bir deney grubu için değerlendirme yapılabilmektedir. Yine kestirim denklemlerinin hesaplanmasında sadece 0, 30 ve 90 lik yönelim açılarındaki deney verilerinin kullanılması nedeniyle ara yönelim değerlerinde büyük hatalara sebebiyet verebilmektedir. Tek eksenli sıkışma dayanımı için elde edilen regresyon modelleri; Basit regresyon modeli, 153,32* p 355,83 σ c (MPa) = anizotropidüzeltmefak.. Çoklu doğrusal olmayan regresyon modeli, , ,67 σ c (MPa) = 2275,64 0,49* β + 0,01* β * β p p Elde edilen basit ve çoklu doğrusal olmayan regresyon modellerinin performans değerlendirilmesi için kullanılan parametreler aşağıda olduğu gibi elde edilmiştir. Model RMSE VAF (%) R 2 Basit 1,92 96,00 0,96 Çoklu 2,17 93,24 0,932 Burada ortaya konan ilişkiler, Cingöz formasyonunun çok ince, ince ve orta taneli laminalı kumtaşları için bu çalışmada kullanılan bloklar için geçerlidir. Cingöz formasyonunun farklı kesimlerinden veya benzer laminalı kumtaşlarından alınacak daha fazla sayıda örnek üzerinde benzer çalışmalar yapılarak genel doğruluğun test edilmesi önerilmektedir. 104

120 KAYNAKLAR ABACI, Ş., Çukurova Baseni Karsantı Yöresi Genç Tersiyer İstifinin Kil Minerolojisi: Çukurova Üniv., Fen Bilimleri Enst., Jeoloji Müh. Anabilim Dalı Yüksek Lisans Tezi, Adana, 59s AJALLOEIAN, R., LASHKARIPOUR, G.R., Strength Anisotropies In Mudrocks, Bull. Eng. Geol. Env 59, AKAI K., The Failure Surface Of Isotropic And Anisotropic Rocks Under Multiaxial Stresses, J. Soc. Mater. Science Japan 20, AL HARTI A.A., Effect Of Planar Structures On the Anisotropy of Ranyah Sandstone, Saudi Arabia, Eng. Geology 50, ALLIROT D., BOEHLER J.R., Evolution Of Mechanical Properties Of A Stratified Rock Under Confining Pressure, In proc. 4th Congr, Int. Soc. Rock. Mech., Montreux. 1, AMADEI B., Rock Anisotropy And The Theory Of Stress Measurements, Springer-Verlag, Edited by; Brebbia C.A and Orszag S.A, AMADEI B., Inportance Of Anisotropy When Estimating And Measuring In Situ Stresses In Rock, Int J Rock Mech Min Sci & Geomech Abstr 33, AMADEI B., Determination Of Deformability And Tensile Strength Of Anisotropic Rock Using Brezilian Tests, Int J Rock Mech Min Sci. 35, AMADEI B., STEPHANSSON O., Rock Stress and Its Measurement, Chapman&Hall First Edition, AMADEI B., TONON F., Effect of Elastic Anisotropy On Tunnel Wall Displacements Behind A Tunnel Face, Rock Mechanicks And Rock Engineering 35 (3), AMERICAN SOCIETY FOR TESTING AND MATERIALS (ASTM), Natural Building Stones, Soil and Rock. Part 19. ASTM D-653, ANGABİNİ A., Anisotropy of Rock Elasticity Behavior and of Gas Migration in a Varican Carboniferous Rock Mass in the South Limburg, The Netherlands, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 67,

121 ATTAWELL P.B., SANDFORD M.R., Intrinsic Shear Strength Of A Brittle Anisotropic Rock, Experimental And Mechanical Interpretation, Int J Rock Mech Min Sci & Geomech Abstr. 11, AVŞAR N., ATİKE N., DİNÇER F., DARBAŞ G., Adana Havzası Kuzgun Formasyonunun Mikrofosiller ile Ortamsal Yorumu, Hacettepe Üniversitesi Yerbilimleri Uygulama ve Araştırma Merkezi Dergisi, 27 (1), BARDEN L., Stresses And Displacements İn A Cross-Anisotropic Soil. Geotechnique, 13, BARLA G., INNAURATO N., Indirect Tensile Testing Of Anisotropic Rocks, Rock Mechanics And Rock Engineering, Springer&Verlag 5, BATUGİN, S.A., VE NİRENBURG, R.K., Approximate Relation between the Elastic Constants of Anisotropic Rocks and the Anisotropy Parameters, soviet Mining Science, 8(1),5-9. BAYRAK R., Niğde Masifi Temel Kayaların Anizotropik Dayanım ve Deformasyon Özelliklerinin İncelenmesi. Yüksek Lisans Tezi, Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Ensitüsü. BLUMENTNAL M., Niğde ve Adana Vilayetleri Dahilindeki Torosların Jeolojisine Umumi bir Bakış, MTA Yayınları, No:6 Seri:B Ankara, 95s. BORECKİ M., KWASNİEWSKİ MA Experimental And Analytical Studies On Compressive Strength Of Anisotropic Rocks. Proceedings Of Seventh Plenary Scientific Session Of The International Bureau Of Rock Mechanics. Katowice, p BRADY B.H.G., BROWN E.T., Rock Mechanics 2nd Edition, Published by Chapmann & Hall, CHEN C., PAN E., AMADEİ B., Evaluation Of Properties Of Anisotropic Rocks Using Brezilian Tests, Rock Mechanics and Rock Engineering, CHEN C., PAN E., AMADEİ B., Determination Of Deformability And Tensile Strength Of Anisotropic Rock Using Brazilian Tests. Int J Rock Mech Min Sci, 35(1):

122 ÇOLAK K., Zonguldak Havzası Kömür Çevre Kayalarının Dayanım Ve Deformasyon Anizotropisinin İncelenmesi. Doktora Tezi, Zonguldak Karaelmas Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü. CORKUM A.G., VE MARTİN C.D., The Mechanical Behavior of Weak Mudstone (Opalinus Clay) at Low Strass, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 44, DATAFIT 8.2. Curve Fitting (nonlinear regression) and Data Plotting Software. DELİORMANLI A.H., BURLINI L., YAVUZ A.B., Anisotropic Dynamic Elastic Properties of Triassic Milas Marbles from Mugla Region in Turkey, International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 44, DEMİRCAN H., TOKER V., Cingöz Formasyonu Batı Yelpaze Fosilleri (Kb Adana) MTA Dergisi, 127, DEMİRCAN H., TOKER V., Cingöz Formasyonu Doğu Yelpaze Fosilleri (Kb Adana) MTA Dergisi, 129, DONATH F.A., Strength Variation And Deformational Behavior In Anisotropic Rock, In State of Stress in the Earth s Crust, Edited by, Judd W.R Elseiver-Amsterdam, EXADAKTYLOS G.E., On The Constraints and Relation Of Elastic Constants Of Transversely Isotropic Geomaterials, Int J Rock Mech Min Sci. 38, GATALIER N., PELLET F., LORET B., Mechanical Damage Of An Anisotropic Porous Rock In Cyclic Triaxial Tests, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 39, GÖKÇEN, S.L., Terminal Eocene Geological Events İn Turkey: In Pomerol, C. And D.Premoli-Silva (Ed): Terminal Eocene Events, Amsterdam. GÜRBÜZ, K., Karaömerli-Akkuyu-Balcalı Bölgesi (N Adana) Tersiyer İstifinin Sedimanter Jeolojik İncelemesi. Çukurova University Geology Department Science Institute Master Thesis, 77p. 107

123 GÜRBÜZ, K., Identification and Evolution of Miocene Submarine Fans in the Adana Basin, Turkey. Ph.D Thesis, University of Keele. 327 p. GÜRBÜZ K., KELLİNG G., Provenance Of Miocene Submarine Fans in The Northern Adana Basin. A Test Of Discriminant Fuction Analysis, Geological Journal, 28, GÜRBÜZ K., ÜNLÜGENÇ U., Kumca Zengin Fırtına Sedimanları İle Turbiditler Arasındaki Farklılıklara Adana Baseninden Bir Örnek, Geosound Dergisi, 36, GÖRÜR, N., Karaisalı Kireçtaşının (Miyosen) Sedimantolojisi, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni, 22, FRIEDMAN, G.M., AND SANDERS, J.E., Principles of sedimentology: New York, John Wiley & Sons, 792 p. HAKALA M., KULA H., HUDSON J.A., Estimating the Transversely Isotropic Elastic Intact Rock Properties for Insitu Stres Measurement Data Reduction: A Case Study of the Olkiluoto Mica Gneiss, Finland. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 44, HOEK E., Fracture Of Anisotropic Rock, J.S. Afr. Inst. of Min. Metallurgy, 64/10, HOBBS D.W., The Tensile Strength Of Rock, Int. J. Rock Mech. Mining. Sci. 1, HONDROS G., The Evaluation Of Poisson s Ratio And Modulus Of Materials Of A Low Tensile Resistance By The Brazilian (Indirect Tensile) Test With Particular Reference To Concrete. Aust J Appl Sci 10 (3): HTTP :// Türkiye deprem sitesi. HWONG T.K., NIHEI K.T., Devoloping Seismic And Strength Tests To Determine Construction Stone Durability In Infrastructure Projects, Rock Mechanics edited by, Daemen&Schultz. Balkema-Rotterdam, INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS (ISRM), Suggested methods fob the quantitative description of disconti nuities in rock masses, Int. Journal of Rock Mechanics Mining Science and Geomechanical, Abstract, 15,

124 INTERNATIONAL SOCIETY FOR ROCK MECHANICS (ISRM), Rock Characterization Testing and Monitoring-ISRM Suggested Methods, Pergamon Press, Oxford, E.T Brown (ed.), 211 p. İLKER S., Adana Basen Kuzeybatısının Jeolojisi Ve Petrol Olanakları. Türkish Petroleum Corporation. Report no: 973, 63p. JEAGER J.C., COOK N.G.W., Fundamentals Of Rock Mechanics 2nd Edition. Published by Chapmann & Hall, 9-50 and , JOHSTON, J. E., CHRİSTENSEN N.I., Seismic Anisotropy Of Shales, J. Geophys. Res., 100(B4), KIEHL JR. Bestimmung elastischer Kennwerte von anisotropem geschiefertem Gebirge aus den Ergebnissen von Bohrlochaufweitungsversuchen. Proceedings of the Fourth Nat. Rock Mech. Symp. Aachen, p KING M.S., Static And Dynamic Elastic Properties Of Rocks From The Canadian Shield, Int. J. Rock Mech. Min. Sci & Geomech. Abst. 20, KING M.S., ANDREA M.O., SHAMS K.M., Velocity Anisotropy Of Carboniferous Mudstones. Int J Rock Mech Min Sci Geomech Abstr 31 : KOLSKY H., Stress Waves In Solids, Dover Publications. 213 s. KUMTEPE P., Ankara Yöresi Grovaklarının Kütle Dayanımının ve Elastisite Modülünün Ampirik İlişkilerle Belirlenmesi ve Anizotropi Özelliklerinin Belirlenmesi. Hacettepe Ünicersitesi Fen. Bil. Enst. Yüksek Lisans Tezi. 112s. KWASNIEWSKI M.A., Anisotropy Of Elasticity Of Rocks And Its Effect On The Magnitude And Distribution Of Stress Around Underground Openings, 8th Plenary Scientific Sessions. Int. Bureau of Strata Mechanics, Essen, LAGAP H., Kıralan-Karakılıç-Karaisalı (NW Adana) Alanının Litostratigrafik-Kronostratigrafik İncelemesi, Çukurova University Geology Department Science Institute master Thesis, 77p. LEKHNİTSKİİ S.G., Theory of elasticity of an anisotropic elastic body. San Francisco, Holden-Day. 109

125 MATSUKARA Y., HASHİZUME K., OGUCHİ., CT., Effect of Microstructure and Weathering on the Strength Anisotropy of Porous Rhyolite. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 63, McCABE W.M., KOERNER R.M., High Pressure Shear Strength Of An Anisotropic Mica Schist Rock, Int J. Rock Mech. Min. Sci & Geomech. Abst 12, McLAMORE R., GRAY K.E., The Mechanical Behaviour Of Anisotropic Sedimantery Rocks, In Judid W.R., Editor. State Of The Earth In The Earth s Crust. New York: Elsiver McLAMORE R., GRAY K.E., The Mechanical Behaviour Of Anisotropic Sedimantary Rocks. J. Eng. Ind 69, MUKERJI T., MAVKO G.,1994. Pore Fluid Effects On Seismic Velocities in Anisotropic Rocks, Geophysics, 59, MÜFTÜOĞLU YV., A Study Of Factors Affecting Diggability in British Surface Coal Mines. Ph.D. Thesis, University of Nottingham, 322 p. NASSERİ M.H., RAO K.S., RAMAMURTHY T., Prediction Of Anisotropic Responses Of Strength And Deformation Of Schists. Eurock 96 (Edited by, Barla), Balkema-Rotterdam 18, NASSERI M.H., RAO K.S., RAMAMURTHY T., Anisotropic Strength And Deformational Behaviour Of Himalayan Schists, Rock Mech&Min. Sci. 40, 23. NAZİK A., Güvenç Formasyonu Stratigrafi Kesitinin (KB Adana) Planktonik Foraminiferalarla Biyostratigrafik İncelemesi. Ankara University Geology Department Science Institute Master Thesis, 35p. NAZİK A., VE TOKER V., Karaisalı Yöresi Orta Miyosen İstifinin Foraminifer Biyostratigrafisi. MTA Dergisi, 103/104, NAZİK A., GÜRBÜZ K., Karaisalı-Çatalhan-Eğner Yöresi (KB Adana) Alt- Orta Miyosen Yaşlı Denizaltı Yelpazelerinin Planktonik Foraminifer Biyostratigrafisi. TJK. Bült. C.35, no.1, s

126 ORR D.M.F., Single Plane Of Weakness Theory Applied In Tensile Stress Field, Technical Note. Int. J. Rock Mech. Min. Sci & Geomech. Abst 18, ÖĞRÜNÇ G., GÜRBÜZ K., ATİKE N., Messiniyen tuzluluk krizi sırasındaki ve sonrasındaki çökellerin stratigrafisi ve paleoekolojisi bir örnek: Adana Baseni. Yerbilimleri Dergisi, 22 (2000), ÖZÇELİK N., YETİŞ C., Adana Baseni Tersiyer İstifi Güvenç Formasyonunun Planktik Foraminifer Biyostratigrafisi. Yerbilimleri (Geosound), 25, ÖZER B., DUVAR B., COURRİER P., LETOUZEY J., Antalya-Mut- Adana Neojen Havzaları Jeolojisi. Türkish 2 nd Petroleum Cong., ÖZTÜMER, E., BIZON. G., BIZON, J.J. VE FEINBERG. H, Mut Ve Adana Havzaları Tersiyer Biyostratigrafi Ve Mikropaleontoloji Yenilikleri: Türkiye 2. Petrol Kong. Tebligleri, PETTIJOHN, F.J; POTTER, P.E. VE SIEVER, R., Sand and Sandstone: Spring-Verlag, Nevvyork, 618s. PRIEST S.D., Discontinuity Analysis For Rock Engineering. Published by Chapmann & Hall, 1-20, RAO K.S., RAO G.V., RAMAMURTHY T., Strength Criterion For Anisotropic Rocks, Ind. Geotech J. 16(4), RAMAMURTHY T., Stability Of Rock Mass. 8th Indian Geotech. Soc. Annual Lecture, Indian Geotech 16, RAMAMURTHY T., Strength And Modulus Responses Of Anisotropic Rocks. Compherensive Rock Engineering 1, chapter 24, , Edited by, Hudson J.A. RAMAMURTHY T., Shear Strength Response Of Some Geological Materials In Triaxial Compression, Int. J. Rock Mech. Min. Sci. 38, RAMAMURTHY T., RAO V.G., SINGH J. A.,1988. Strength Criterion For Anisotropic Rocks. In Proc. 5th Australia-New Zealand Conf. on Geomech 1, , Sydney. 111

127 RAMAMURTHY T., RAO V.G., SINGH J., Engineering Behaviour Of Phylittes. Engineering Geology 33, RAMAMURTHY T., ARORA V.K., Strength Predictions For Jointed Rocks In Confined And Unconfined States, Int. J. Rock Mech. Min. Sci&Geomech. Abst 31, RAMAMURTHY T., RAO V.G., SINGH J., Strength And Deformational Behaviour Of A Jointed Rock Mass, Rock Mechanics and Rock Engineering. 35 (1), REMY ET AL., Ultrasonic Velocity Measurement On The Anisotropic Rocks. Soviet Mining Science,(17), SCHMIDT G.C., Stratigraphic Nomenclature For The Adana Region Petroleum District VII. Petroleum Administration Bull., 6, SINGH J., Strength Prediction Of Anisotropic Rocks. PhD Thesis, Indian Instute of Technology, New Delhi, 154 s. SINGH J., RAMAMURTHY T., RAO G.V., Strength Anisotropies In Rocks. Indian Geotech J 19, SIGGINS A.F., Dynamic Elastic Tests For Rock Engineering. Compherensive Rock Engineering 3, Chapter 24, , Edited by, Hudson J.A. ŞAROĞLU, F., Doğu Anadolu'nun Neotektonik dönemde jeolojik ve yapısal evrimi. Doktora Tezi, İstanbul üniv. TERNEK, Z., Adana Havzasının Alt Miyosen (Burdigaliyen) Formasyonları, Bunların Diğer Formasyonlarla Olan Münasebetleri Ve Petrol İmkanları. Mineral Research Exploration Journal, 49, TIEN YM., KUO MC., A Failure Criterion for Transversely Isotropic Rocks. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 38, 399,412. TIEN Y., KUO M., JUANG C., An Experimental İnvestigation of the Failure Mechanism of Simulated Transversely Isotropic Rocs. International Journal of Rock Mechanics & Mining Sciences 43, TRAVIS R.D., Nomenenclature For Sedimentary Rocks: A.A.P.G. Bull., 54, pp. 112

128 USTA D., YETİŞ C., Kuşçular-Belemedik (Kb-Adana) Alanının Stratigrafisi. Geosound Dergisi, 25, USTA D., BEYAZÇİÇEK H., Adana İlinin Jeolojisi. Maden Tetkik ve Arama Genel Müdürlüğü Doğu Akdeniz Bölge Müdürlüğü. ÜNLÜGENÇ U., Kızıldağ Yayla (Adana) Dolayının Jeoloji İncelemesi. Çukurova University Geology Department Science Institute Master Thesis, 77p. ÜNLÜGENÇ U., DEMİRKOL C., Kızıldağyayla (Adana) Dolayının Stratigrafisi: Jeoloji Mühendisliği 32-33, 17-25, Ankara. ÜNLÜGENÇ U., KELLİNG G., DEMİRKOL C., Aspects of basin evolution in the Neogene Adana Basin, SE Turkey, International Earth Sciens Congress on Aegen Region 1-6 Octeber, İzmir-Turkey,p ÜNLÜGENÇ, U.C., KELLING, G., WILLIAMS, G. AND DEMIRKOL, C, Tectono-Stratigraphic Analyses of Late Cenozoic Basins in Southern Turkey, Abstract. EUG VI Bienal Meeting, Strasbourg, ÜNLÜGENÇ, U.C., DEMİRKOL, C. VE ŞAFAK, Ü., Adana Baseni K- KD'sunda yeralan Karsantı Baseni çökellerinin startigrafik-sedimantolojik nitelikleri Suat Erk Jeoloji Semp. bildirileri, , Ankara. ÜNLÜGENÇ U., Controls on Cenozoic Sedimentation, Adana Basin, Southern Turkey. Ph.D. Thesis, University of Keele, 228 p ÜNLÜGENÇ U., ŞAFAK Ü., Tortonian sediments and reef development during the same period within the Neogene Adana Basin, Abstracts of Third International Turkish Geology Symposium, MTA, Ankara, 236. ÜŞENMEZ Ş., Belemedik (Pozantı-Adana) Çevresinin Jeolojisi. Şelçuk Üniversitesi Fen. Fak. Dergisi Seri A. Sayı:1, WEST R., Tertiary sediments offshore central Greenland: lithostratigraphy, sedimantery evolution, and petroleum potential. Canadian Journal of Earth Sciences, 22, WITTKE W., Rock Mechanics: Theory And Applications With Case Histories. Springer-Verlag. Berlin-Heidelberg, Germany, 1076 s. 113

129 WOROTNICKI G. (ed.), CSIRO Triaxial Stress Measurement Cell. Int J Rock Mech Min Sci 5-13, WU B., KING M.S., HUDSON J.A., Stress-Induced Ultrasonic Wave Velocity Anisotropy In A Sandstone, Technical note. Int. J. Rock Mech. Min. Sci & Geomech. Abstr 1, YALÇIN N.M., GÖRÜR N., Sedimantological Evolution of the Adana Basin: International Symposium on the Geology of the Taurus Belt YETİŞ, C., 1978, Çamardı Yakın ve Uzak Dolayının Jeolojisi ve Ecemiş Yarılım Kuşağının Maden Boğazı-Kamışlı Arasındaki Özellikleri: İ. Üniv., Ph.D. Thesis 164 p. YETİŞ, C., Reorganisation of the Tertiary Stratigraphy in the Adana Basin, Southern Turkey. Newsletter Stratigraphy, 20(1), YETİŞ C., DEMİRKOL C., Adana Baseni Kuzey-Kuzey- batı Kesiminin Temel Stratigrafisine ilişkin Bazı Gözlemler: Türkiye Jeol.Kur. 38. Bilimsel ve Teknik Kurultayı Bildiri özetleri YETİŞ C., DEMİRKOL C., Adana Baseni Batı Kesiminin Detay Jeoloji Etüdü, Çukurova Üniversitesi Yayını, 88 96s. YETİŞ C., DEMİRKOL C., KEREY E., Adana Havzası Kuzgun Formasyonu nun fasiyes ve ortamsal nitelikleri, Türkiye Jeoloji Kurumu Bülteni., c.29, YETİŞ, C., KELLİNG, G., GÖKÇEN, S. L., BAROZ, F., A recived stratigraphic ramework for Later Cenozoic sequences in the northeasthern Mediterranean region, Geol. Rundsch., 84, YILMAZ İ., Cingöz Formasyonu (Adana Kuzeyi) Türbidit Kumtaşlarının Ağır Mineral Analizi Ve Provenansı, Yüksek Lisan Tezi. 114

130 ÖZGEÇMİŞ 1983 yılında Tekirdağ ın Çorlu ilçesinde doğdu. İlk öğrenimini Kilis İli Cumhuriyet İlkokulunda tamamladı. Orta ve Lise tahsilini Malkara Anadolu Lisesi nde bitirdi yılında Çukurova Üniversitesi Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Jeoloji Mühendisliği Bölümü ne girdi ve 2005 yılında mezun oldu. Halen Çukurova Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeoloji Mühendisliği Ana Bilim Dalı nda yüksek lisans eğitimine devam etmektedir. 115